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Shell
接收到输入的命令后,会根据空格将用户的输入,拆分成一个个词元(token)。然后,扩展词元里面的特殊字符,扩展完成后才会调用相应的命令。这种特殊字符的扩展,称为模式扩展(globbing)。其中有些用到通配符,又称为通配符扩展(wildcard expansion)。Bash
是先进行扩展,再执行命令。因此,扩展的结果是由 Bash 负责的,与所要执行的命令无关。命令本身并不存在参数扩展,收到什么参数就原样执行。模式扩展与正则表达式的关系是,模式扩展早于正则表达式出现,可以看作是原始的正则表达式。它的功能没有正则强大灵活,但优点是简单和方便。
Bash
允许用户关闭扩展:重新打开扩展:
Bash
一共提供八种扩展:波浪线扩展
波浪线
~
会自动扩展成当前用户的主目录~/dir
表示扩展成主目录的某个子目录,dir
是主目录里面的一个子目录名。~user
表示扩展成用户user
的主目录。如果
~user
的user
是不存在的用户名,则波浪号扩展不起作用~+
会扩展成当前所在的目录,等同于pwd
命令:?
字符扩展
?
字符代表文件路径里面的任意单个字符,不包括空字符。比如,Data???
匹配所有Data
后面跟着三个字符的文件名。?
字符扩展属于文件名扩展,只有文件确实存在的前提下,才会发生扩展。如果文件不存在,扩展就不会发生。*
字符扩展
*
字符代表文件路径里面的任意数量的任意字符,包括零个字符:如果想输出当前目录的所有文件,直接用
*
即可:注意,
*
不会匹配隐藏文件(以.
开头的文件),如果要匹配隐藏文件,需要写成.*
:如果要匹配隐藏文件,同时要排除
.
和..
这两个特殊的隐藏文件,可以与方括号扩展结合使用,写成.[!.]*
:*
只匹配当前目录,不会匹配子目录。上面的例子,文本文件在子目录,
*.txt
不会产生匹配,必须写成*/*.txt
。有几层子目录,就必须写几层星号。Bash 4.0 引入了一个参数
globstar
,当该参数打开时,允许**
匹配零个或多个子目录。因此,**/*.txt
可以匹配顶层的文本文件和任意深度子目录的文本文件。注,
*
字符扩展属于文件名扩展,只有文件确实存在的前提下才会扩展。如果文件不存在,就会原样输出。方括号扩展
方括号扩展的形式是
[...]
,只有文件确实存在的前提下才会扩展。如果文件不存在,就会原样输出。括号之中的任意一个字符。比如,[aeiou]
可以匹配五个元音字母中的任意一个。方括号扩展属于文件名匹配,即扩展后的结果必须符合现有的文件路径。如果不存在匹配,就会保持原样,不进行扩展。
上面例子中,由于扩展后的文件不存在,
[ab].txt
就原样输出了,导致ls
命名报错。方括号扩展还有两种变体:
[^...]
和[!...]
。它们表示匹配不在方括号里面的字符,这两种写法是等价的。比如,[^abc]
或[!abc]
表示匹配除了a
、b
、c
以外的字符。上面命令中,
[!a]
表示文件名第二个字符不是a
的文件名,所以返回了aba
和bbb
两个文件。注意,如果需要匹配
[
字符,可以放在方括号内,比如[[aeiou]
。如果需要匹配连字号-
,只能放在方括号内部的开头或结尾,比如[-aeiou]
或[aeiou-]
。方括号扩展有一个简写形式
[start-end]
,表示匹配一个连续的范围。比如,[a-c]
等同于[abc]
,[0-9]
匹配[0123456789]
:下面是一些常用简写的例子。
[a-z]
:所有小写字母。
[a-zA-Z]
:所有小写字母与大写字母。
[a-zA-Z0-9]
:所有小写字母、大写字母与数字。
[abc]*
:所有以a
、b
、c
字符之一开头的文件名。
program.[co]
:文件program.c
与文件program.o
。
BACKUP.[0-9][0-9][0-9]
:所有以BACKUP.
开头,后面是三个数字的文件名。
这种简写形式有一个否定形式
[!start-end]
,表示匹配不属于这个范围的字符。比如,[!a-zA-Z]
表示匹配非英文字母的字符。[!1-3]
表示排除1、2和3大括号扩展
大括号扩展
{...}
表示分别扩展成大括号里面的所有值,各个值之间使用逗号分隔。比如,{1,2,3}
扩展成1 2 3
。大括号扩展不是文件名扩展。它会扩展成所有给定的值,而不管是否有对应的文件存在。
上面例子中,即使不存在对应的文件,
{a,b,c}
依然扩展成三个文件名,导致ls
命令报了三个错误。另一个需要注意的地方是,大括号内部的逗号前后不能有空格。否则,大括号扩展会失效。
逗号前后有空格,Bash 就会认为这不是大括号扩展,而是三个独立的参数。
逗号前面可以没有值,表示扩展的第一项为空。
大括号可以嵌套:
大括号也可以与其他模式联用,并且总是先于其他模式进行扩展。
大括号可以用于多字符的模式,方括号不行(只能匹配单字符)。
由于大括号扩展
{...}
不是文件名扩展,所以它总是会扩展的。这与方括号扩展[...]
完全不同,如果匹配的文件不存在,方括号就不会扩展。上面例子中,如果不存在
a.txt
和b.txt
,那么[ab].txt
就会变成一个普通的文件名,而{a,b}.txt
可以照样扩展。大括号扩展有一个简写形式
{start..end}
,表示扩展成一个连续序列。比如,{a..z}
可以扩展成26个小写英文字母。这种简写形式支持逆序:
注意,如果遇到无法理解的简写,大括号模式就会原样输出,不会扩展。
这种简写形式可以嵌套使用,形成复杂的扩展。
大括号扩展的常见用途为新建一系列目录。
这个写法的另一个常见用途,是直接用于
for
循环。如果整数前面有前导
0
,扩展输出的每一项都有前导0
。这种简写形式还可以使用第二个双点号(
start..end..step
),用来指定扩展的步长。上面代码将
0
扩展到8
,每次递增的长度为2
,所以一共输出5个数字。多个简写形式连用,会有循环处理的效果。
变量扩展
Bash 将美元符号
$
开头的词元视为变量,将其扩展成变量值变量名除了放在美元符号后面,也可以放在
${}
里面。${!string*}
或${!string@}
返回所有匹配给定字符串string
的变量名。上面例子中,
${!S*}
扩展成所有以S
开头的变量名。子命令扩展
$(...)
可以扩展成另一个命令的运行结果,该命令的所有输出都会作为返回值。还有另一种较老的语法,子命令放在反引号之中,也可以扩展成命令的运行结果。
$(...)
可以嵌套,比如$(ls $(pwd))
。算术扩展
$((...))
可以扩展成整数运算的结果Bash 允许文件名使用通配符,即文件名包括特殊字符。这时引用文件名,需要把文件名放在单引号或双引号里面。
字符类
[[:class:]]
表示一个字符类,扩展成某一类特定字符之中的一个,常用的字符类如下。[[:alnum:]]
:匹配任意英文字母与数字
[[:alpha:]]
:匹配任意英文字母
[[:blank:]]
:空格和 Tab 键。
[[:cntrl:]]
:ASCII 码 0-31 的不可打印字符。
[[:digit:]]
:匹配任意数字 0-9。
[[:graph:]]
:A-Z、a-z、0-9 和标点符号。
[[:lower:]]
:匹配任意小写字母 a-z。
[[:print:]]
:ASCII 码 32-127 的可打印字符。
[[:punct:]]
:标点符号(除了 A-Z、a-z、0-9 的可打印字符)。
[[:space:]]
:空格、Tab、LF(10)、VT(11)、FF(12)、CR(13)。
[[:upper:]]
:匹配任意大写字母 A-Z。
[[:xdigit:]]
:16进制字符(A-F、a-f、0-9)。
字符类的第一个方括号后面,可以加上感叹号
!
,表示否定。比如,[![:digit:]]
匹配所有非数字:字符类也属于文件名扩展,如果没有匹配的文件名,字符类就会原样输出
量词语法
量词语法用来控制模式匹配的次数。它只有在 Bash 的
extglob
参数打开的情况下才能使用,一般是默认打开的。量词语法:
?(pattern-list)
:模式匹配零次或一次。
(pattern-list)
:模式匹配零次或多次。
+(pattern-list)
:模式匹配一次或多次。
@(pattern-list)
:只匹配一次模式。
!(pattern-list)
:匹配给定模式以外的任何内容。
量词语法也属于文件名扩展,如果不存在可匹配的文件,就会原样输出。
shopt 命令
shopt
命令可以调整 Bash 的行为。它有好几个参数跟通配符扩展有关。dotglob 参数:可以让扩展结果包括隐藏文件(即点开头的文件)。正常情况下,扩展结果不包括隐藏文件。
nullglob 参数:可以让通配符不匹配任何文件名时,返回空字符。默认情况下,通配符不匹配任何文件名时,会保持不变。
failglob 参数:使得通配符不匹配任何文件名时,Bash 会直接报错,而不是让各个命令去处理。
extglob 参数:使得 Bash 支持 ksh 的一些扩展语法。默认是打开的。
nocaseglob 参数:可以让通配符扩展不区分大小写。
globstar 参数:可以使得
**
匹配零个或多个子目录。该参数默认是关闭的。假设有下面的文件结构。
上面的文件结构中,顶层目录、第一级子目录
sub1
、第二级子目录sub1\sub2
里面各有一个文本文件。请问怎样才能使用通配符,将它们显示出来?默认情况下,只能写成下面这样:
这是因为
*
只匹配当前目录,如果要匹配子目录,只能一层层写出来。打开
globstar
参数以后,**
匹配零个或多个子目录。因此,**/*.txt
就可以得到想要的结果。