Linux拓展之Shell变量扩展${}

概述

在 Shell 中 $ 字符可以用于参数扩展，算术扩展和命令替换。可以根据需要使用它来操作和扩展变量，而无需使用 sed、awk 等外部命令。

语法

声明变量的语法如下：

# 语法
变量名=变量值
# 示例
msg="hello world"

获取变量值的语法如下：

# 语法一，使用引号引起来是为了避免因为变量中有空格导致出现错误
echo "$变量名"
# 示例一
echo "$msg"

# 语法二，printf 命令也可以输出内容，但不会自动换行，需要通过转义符 \n 进行换行
printf "$变量名"
# 示例
printf "$msg\n"

如果要对变量进行扩展，就可以使用 ${} 语法，格式如下：

# 语法，不进行变量扩展时等价于 "$变量名"
${变量名}
# 示例
echo "${msg}"

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使用

设置默认 Shell 变量值

我们可以为变量设置默认值，语法格式如下：

# 语法
${变量名:-默认值}
${变量名:=默认值}
# 示例
res=${msg:-"hello world"}
res=${msg:="hello world"}

关于它们的使用及区别，详情可参考：Linux拓展之Shell默认变量值。

检测变量是否定义

我们可以设置如果变量未定义或者位置参数未传递，则可以用如下语法停止执行脚本，以免报错。命令格式如下：

# 语法
# 如果变量未定义
${变量名?变量未定义输出的提示信息}
# 如果变量未定义或者为空字符串
${变量名:?变量未定义输出的提示信息}
# 未传递位置参数，通常用在脚本或函数中
${位置参数名:?未传递位置参数输出的提示信息}

# 示例
# 如果变量未定义
res=${msg?"变量未定义"}
# 如果变量未定义或者为空字符串
res=${msg:?"变量未定义或为空"}
# 未传递位置参数，通常用在脚本或函数中，$1、$2 等表示接收第 1、2 个参数
res=${1:?"未传递位置参数"}
# 提示信息中也可以使用变量扩展
info="未定义的变量"
res=${msg:?"Error: ${info}."}

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查找字符串长度

如果要查找一个字符串变量的长度，语法格式如下：

# 语法
${
    
    #变量名}

# 示例
msg="hello world"
len=${
    
    #msg}
echo $len

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移除模式

可以移除字符串变量中前面的子串（从前往后）。语法格式如下：

# 语法：可以从变量前面开始移除匹配模式匹配到的所有字符
# 删除匹配模式匹配到的最短部分，非贪婪匹配
${变量名#匹配模式}
# 删除匹配模式匹配到的最长部分，贪婪匹配
${变量名##匹配模式}

# 示例，获取路径所表示的文件后缀
path="/root/src/tar/test.tar.gz"
echo "${path#*.}" # 非贪婪匹配，* 属于通配符，匹配第一个 . 字符前面的所有内容，即会删除第一个 . 字符之前的所有内容，包括 . 字符本身
# 示例，只获取如下路径所表示的文件名
path="/root/src/tar/test.tar.gz"
echo "${path##*/}" # 贪婪匹配，* 属于通配符，匹配最后一个 / 字符前面的所有内容，即会删除最后一个 / 字符之前的所有内容，包括 / 字符本身

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可以移除字符串变量中后面的子串（从后往前）。语法格式如下：

# 语法：可以从变量后面开始移除匹配模式匹配到的所有字符
# 删除匹配模式匹配到的最短部分，非贪婪匹配
${变量名%匹配模式}
# 删除匹配模式匹配到的最长部分，贪婪匹配
${变量名%%匹配模式}

# 示例，获取路径所表示的文件父目录
path="/root/src/tar/test.tar.gz"
echo "${path%/*.tar.gz}" # 非贪婪匹配，* 属于通配符，匹配 /test.tar.gz，会删除该字符串获取到该文件的父目录
# 示例，只获取所表示的文件名而去除掉后缀
file="test.tar.gz"
echo "${file%%.*}" # 贪婪匹配，* 属于通配符，会从后往前找到最后一个 . 字符，然后删除 . 字符及之后的所有字符，留下文件名

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查找和替换

可以查找到旧字符串然后替换成新字符串（可以替代 sed 命令）。语法格式如下：

# 语法，只会替换第一次匹配成功的字符串
${变量名/旧字符串匹配模式/新字符串}
# 语法，替换所有匹配成功的字符串
${变量名//旧字符串匹配模式/新字符串}

# 示例
var="hello world, hello linux."
# 替换变量 var 中的 hello 为 HELLO
out=${var/hello/HELLO}
echo $out
echo $var
# 替换变量 var 中的 world 为 java
out=${var/world/java}
echo $out
echo $var
# 替换变量 var 中的所有 hello 为 HELLO
out=${var//hello/HELLO}
echo $out
echo $var
# 对文件进行重命名
path="/root/test.txt"
cp "${path}" "${path/.txt/.txt.bak}"

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注：会返回修改后的结果，而不是对原变量进行修改。

提取子串

还可以提取子串，表示从 offset 指定的字符开始扩展到参数的最大长度字符。语法格式如下：

# 语法
# 提取从第 offset 个字符开始到字符串结尾的所有字符
${parameter:offset} 
# 提取从第 offset 个字符开始的 length 个字符
${parameter:offset:length} 
${variable:position} 

# 示例1，去除多余的斜线
file="/data.tar.gz"
echo ${file:1}
# 示例2，提取指定个数的字符
name="www.baidu.com"
echo ${name:4:5}

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注：offset 是从字符串的第 1 个字符开始的。

获取匹配的变量名列表

可以获取名称以指定前缀开头的所有变量名称。语法格式如下：

# 语法
${
    
    !指定变量前缀匹配模式}

# 示例
name1="唐僧"
name2="孙悟空"
name3="猪八戒"
echo "${
     
     !name*}"

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转换大小写

可以将字母转换成大写或小写。语法格式如下：

# 语法，将第一个字符转换为大写
${变量名^}
# 语法，将所有字母都转换成大写
${变量名^^}
# 语法，将第一个字符转换为小写
${变量名,}
# 语法，将所有字母都转换成小写
${变量名,,}
# 语法，仅转换第一个字符为小写
${变量名,指定第一个字符}

# 示例，将第一个字符转换为大写
msg="hello"
echo ${msg^}
# 示例，将所有字母都转换成大写
echo ${msg^^}
# 示例，将第一个字符转换为小写
msg="HELLO"
echo ${msg,}
# 示例，将所有字母都转换成小写
echo ${msg,,}
# 示例，仅第一个字符是 H 则转换它
echo ${msg,H}

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总结

所有方便的 bash 参数替换运算符如下表：

语法	说明
`${parameter:-defaultValue}`	获取默认 shell 变量值
`${parameter:=defaultValue}`	设置默认 shell 变量值
`${parameter:?"Error Message"}`	如果未设置参数，则显示错误消息
`${#var}`	查找字符串的长度
`${var%pattern}`	从最短的后端（末端）模式中移除
`${var%%pattern}`	从最长的后端（末端）图案中移除
`${var:num1:num2}`	子串
`${var#pattern}`	从最短的正面图案中移除
`${var##pattern}`	从最长的正面图案中移除
`${var/pattern/string}`	查找和替换（仅替换第一次出现）
`${var//pattern/string}`	查找并替换所有匹配项
`${!prefix*}`	扩展到名称以前缀开头的变量的名称
`${var,}`	将第一个字符转换为小写。
`${var,pattern}`	如果匹配成功，才将第一个字符转换为小写。
`${var,,}`	将所有字符转换为小写。
`${var,,pattern}`	如果匹配成功，才将所有字符转换为小写。
`${var^}`	将第一个字符转换为大写。
`${var^pattern}`	如果匹配成功，才将第一个字符转换为大写。
`${var^^}`	将所有字符转换为大写。
`${var^^pattern}`	如果匹配成功，才将所有字符转换为大写。

参考资料：

How To Use Bash Parameter Substitution Like A Pro