The role of various brackets in the shell (), (()), [], [[]], {}

1. Parentheses, parentheses ()

1. Single parentheses ()

    ①Command group. Commands in parentheses will be executed sequentially in a new subshell, so variables in parentheses cannot be used by the rest of the script. Multiple commands in parentheses are separated by semicolons. The last command can be without a semicolon, and there is no need to have spaces between each command and the parentheses.

   ②Command substitution. Equivalent to `cmd`, the shell scans the command line once and finds the $(cmd) structure, executes the cmd in $(cmd) once, gets its standard output, and puts this output into the original command. Some shells do not support it, such as tcsh.

    ③ used to initialize the array. Such as: array=(abcd)

 2. Double parentheses (( ))

     ①Integer expansion. This extended calculation is an integer calculation and does not support floating point. The ((exp)) construct expands and evaluates an arithmetic expression, returning an exit status code of 1 if the result of the expression is 0, or "false", and a non-zero value returned by an expression The exit status code will be 0, or "true". If it is a logical judgment, the expression exp is 1 if it is true, and 0 if it is false.

    ②As long as the operators and expressions in parentheses conform to the C language operation rules, they can be used in $((exp)), even ternary operators. When performing operations with different carry (such as binary, octal, and hexadecimal), the output results are all automatically converted into decimal. For example: echo $((16#5f)) The result is 95 (hexadecimal to decimal)

    ③ Simply use (( )) to redefine variable values, such as a=5; ((a++)) can redefine $a to 6

    ④Commonly used for arithmetic operation comparison, the variable in double brackets can not use the $ sign prefix. Multiple expressions within parentheses are supported separated by commas.  As long as the expressions in the parentheses conform to the C language operation rules, for example, you can use for((i=0;i<5;i++)) directly, if you do not use double brackets, it is for i in `seq 0 4` or for i in {0..4}.For another example, if (($i<5)) can be used directly, if double brackets are not used, it is if [ $i -lt 5 ].

Two, square brackets, square brackets []

  1. Single brackets []

    ①The internal command of bash, [ and test are equivalent. If we don't specify the absolute path, we usually use the commands that come with bash. The left square bracket in the if/test structure is the command identifier for calling test, and the right square bracket is used to close the conditional judgment. This command takes its argument as a comparison expression or as a file test, and returns an exit status code based on the result of the comparison. The closing bracket is not required in the if/test structure, but it is required in the new version of Bash.

    ②The only comparison operators available in Test and [] are == and !=, both of which are used for string comparison, but not for integer comparison. Integer comparison can only use the form of -eq, -gt. Neither string comparisons nor integer comparisons support the greater-than sign and the less-than sign. If you really want to use it, you can use the escaped form for string comparison. If you compare "ab" and "bc": [ ab \< bc ], the result is true, that is, the return status is 0. Logical AND and logical OR in [ ] are expressed using -a and -o.

    ③ character range. Used as part of a regular expression to describe a range of characters to match. Regular expressions cannot be used within square brackets for test purposes.

    ④ In the context of an array structure, square brackets are used to refer to the number of each element in the array.

 2. Double brackets [[ ]]

     ①[[ is a keyword in the bash programming language. Not a command, the [[ ]] construct is more general than the [ ] construct. All characters between [[ and ]] do not have filename expansion or word splitting, but parameter expansion and command substitution will occur.

    ② Supports pattern matching of strings, and even supports regular expressions of the shell when using the =~ operator. String comparisons can use the right-hand side as a pattern, not just a string, such as [[ hello == hell? ]], which results in true. [[ ]] matches strings or wildcards without quotes.

    ③使用[[ ... ]]条件判断结构，而不是[ ... ]，能够防止脚本中的许多逻辑错误。比如，&&、||、<和> 操作符能够正常存在于[[ ]]条件判断结构中，但是如果出现在[ ]结构中的话，会报错。比如可以直接使用if [[ $a != 1 && $a != 2 ]], 如果不适用双括号, 则为if [ $a -ne 1] && [ $a != 2 ]或者if [ $a -ne 1 -a $a != 2 ]。

    ④bash把双中括号中的表达式看作一个单独的元素，并返回一个退出状态码。
例子：

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1. if ($i<5)    
2. if [ $i -lt 5 ]    
3. if [ $a -ne 1 -a $a != 2 ]    
4. if [ $a -ne 1] && [ $a != 2 ]    
5. if [[ $a != 1 && $a != 2 ]]    
6.      
7. for i in $(seq 0 4);do echo $i;done    
8. for i in `seq 0 4`;do echo $i;done    
9. for ((i=0;i<5;i++));do echo $i;done    
10. for i in {0..4};do echo $i;done    

三、大括号、花括号 {}

1、常规用法

     ①大括号拓展。(通配(globbing))将对大括号中的文件名做扩展。在大括号中，不允许有空白，除非这个空白被引用或转义。第一种：对大括号中的以逗号分割的文件列表进行拓展。如 touch {a,b}.txt 结果为a.txt b.txt。第二种：对大括号中以点点（..）分割的顺序文件列表起拓展作用，如：touch {a..d}.txt 结果为a.txt b.txt c.txt d.txt

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1. # ls {ex1,ex2}.sh    
2. ex1.sh  ex2.sh    
3. # ls {ex{1..3},ex4}.sh    
4. ex1.sh  ex2.sh  ex3.sh  ex4.sh    
5. # ls {ex[1-3],ex4}.sh    
6. ex1.sh  ex2.sh  ex3.sh  ex4.sh    

     ②代码块，又被称为内部组，这个结构事实上创建了一个匿名函数 。与小括号中的命令不同，大括号内的命令不会新开一个子shell运行，即脚本余下部分仍可使用括号内变量。括号内的命令间用分号隔开，最后一个也必须有分号。{}的第一个命令和左括号之间必须要有一个空格。

  2、几种特殊的替换结构

${var:-string},${var:+string},${var:=string},${var:?string}

       ①${var:-string}和${var:=string}:若变量var为空，则用在命令行中用string来替换${var:-string}，否则变量var不为空时，则用变量var的值来替换${var:-string}；对于${var:=string}的替换规则和${var:-string}是一样的，所不同之处是${var:=string}若var为空时，用string替换${var:=string}的同时，把string赋给变量var： ${var:=string}很常用的一种用法是，判断某个变量是否赋值，没有的话则给它赋上一个默认值。
      ② ${var:+string}的替换规则和上面的相反，即只有当var不是空的时候才替换成string，若var为空时则不替换或者说是替换成变量 var的值，即空值。(因为变量var此时为空，所以这两种说法是等价的) 
       ③${var:?string}替换规则为：若变量var不为空，则用变量var的值来替换${var:?string}；若变量var为空，则把string输出到标准错误中，并从脚本中退出。我们可利用此特性来检查是否设置了变量的值。
      补充扩展：在上面这五种替换结构中string不一定是常值的，可用另外一个变量的值或是一种命令的输出。

 3、四种模式匹配替换结构

模式匹配记忆方法：
# 是去掉左边(在键盘上#在$之左边)
% 是去掉右边(在键盘上%在$之右边)
#和%中的单一符号是最小匹配，两个相同符号是最大匹配。

${var%pattern},${var%%pattern},${var#pattern},${var##pattern}

     第一种模式：${variable%pattern}，这种模式时，shell在variable中查找，看它是否一给的模式pattern结尾，如果是，就从命令行把variable中的内容去掉右边最短的匹配模式
     第二种模式： ${variable%%pattern}，这种模式时，shell在variable中查找，看它是否一给的模式pattern结尾，如果是，就从命令行把variable中的内容去掉右边最长的匹配模式
     第三种模式：${variable#pattern} 这种模式时，shell在variable中查找，看它是否一给的模式pattern开始，如果是，就从命令行把variable中的内容去掉左边最短的匹配模式
     第四种模式： ${variable##pattern} 这种模式时，shell在variable中查找，看它是否一给的模式pattern结尾，如果是，就从命令行把variable中的内容去掉右边最长的匹配模式
     这四种模式中都不会改变variable的值，其中，只有在pattern中使用了*匹配符号时，%和%%，#和##才有区别。结构中的pattern支持通配符，*表示零个或多个任意字符，?表示仅与一个任意字符匹配，[...]表示匹配中括号里面的字符，[!...]表示不匹配中括号里面的字符 。

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1. # var=testcase    
2. # echo $var    
3. testcase    
4. # echo ${var%s*e}   
5. testca    
6. # echo $var    
7. testcase   
8. # echo ${var%%s*e}   
9. te  
10. # echo ${var#?e}    
11. stcase  
12. # echo ${var##?e}    
13. stcase  
14. # echo ${var##*e}    
15.   
16. # echo ${var##*s}    
17. e    
18. # echo ${var##test}    
19. case    

 4、字符串提取和替换

${var:num},${var:num1:num2},${var/pattern/pattern},${var//pattern/pattern}

       第一种模式：${var:num}，这种模式时，shell在 var中提取第num个字符到末尾的所有字符。若num为正数，从左边0处开始；若num为负数，从右边开始提取字串，但必须使用在冒号后面加空格或一个数字或整个num加上括号，如${var: -2}、${var:1-3}或${var:(-2)}。         
        第二种模式：${var:num1:num2}，num1是位置，num2是长度。表示从$var字符串的第$num1个位置开始提取长度为$num2的子串。不能为负数。
       第三种模式：${var/pattern/pattern}表示将var字符串的第一个匹配的pattern替换为另一个pattern。。        
       第四种模式：${var//pattern/pattern}表示将var字符串中的所有能匹配的pattern替换为另一个pattern。

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1. [root@centos ~]# var=/home/centos  
2. [root@centos ~]# echo $var  
3. /home/centos  
4. [root@centos ~]# echo ${var:5}  
5. /centos  
6. [root@centos ~]# echo ${var: -6}  
7. centos  
8. [root@centos ~]# echo ${var:(-6)}  
9. centos  
10. [root@centos ~]# echo ${var:1:4}  
11. home  
12. [root@centos ~]# echo ${var/o/h}  
13. /hhme/centos  
14. [root@centos ~]# echo ${var//o/h}  
15. /hhme/cenths  

四、符号$后的括号

（1）${a} 变量a的值, 在不引起歧义的情况下可以省略大括号。

（2）$(cmd) 命令替换，和`cmd`效果相同，结果为shell命令cmd的输，过某些Shell版本不支持$()形式的命令替换, 如tcsh。

（3）$((expression)) 和`exprexpression`效果相同, 计算数学表达式exp的数值, 其中exp只要符合C语言的运算规则即可, 甚至三目运算符和逻辑表达式都可以计算。

五、使用

1、多条命令执行

（1）单小括号，(cmd1;cmd2;cmd3) 新开一个子shell顺序执行命令cmd1,cmd2,cmd3, 各命令之间用分号隔开, 最后一个命令后可以没有分号。

（2）单大括号，{ cmd1;cmd2;cmd3;} 在当前shell顺序执行命令cmd1,cmd2,cmd3, 各命令之间用分号隔开, 最后一个命令后必须有分号, 第一条命令和左括号之间必须用空格隔开。
对{}和()而言, 括号中的重定向符只影响该条命令， 而括号外的重定向符影响到括号中的所有命令。