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在这一章我们将看一下，当你按下 enter 键后，发生在命令行中的一些“魔法”。虽然我们会仔细查看几个复杂有趣的 shell 特点，但我们只使用一个新命令来处理这些特性。 echo － 显示一行文本
(字符)展开 每一次你输入一个命令，然后按下 enter 键，在 bash 执行你的命令之前，bash 会对输入的字符完成几个步骤处理。我们已经知道两三个案例，怎样一个简单的字符序列，例如”*”, 对 shell 来说，有很多的涵义。使这个发生的过程叫做（字符）展开。通过展开，你输入的字符，在 shell 对它起作用之前，会展开成为别的字符。为了说明我们所要表达的意思，让我们看一看 echo 命令。echo 是一个 shell 内部命令，来完成非常简单的任务。它在标准输出中打印出它的文本参数。 [me@linuxbox ~]$ echo this is a test this is a test 这个命令的作用相当简单明了。传递到 echo 命令的任一个参数都会在（屏幕上）显示出来。 让我们试试另一个例子： [me@linuxbox ~]$ echo * Desktop Documents ls-output.txt Music Pictures Public Templates Videos 那么刚才发生了什么事情呢？为什么 echo 不打印”*“呢？随着你回想起我们所学过的关于通配符的内容，这个”*“字符意味着匹配文件名中的任意字符，但是在原先的讨论中我们却不知道 shell 是怎样实现这个功能的。最简单的答案就是 shell 把”*“展开成了另外的东西（在这种情况下，就是在当前工作目录下的文件名字），在 echo 命令被执行前。当回车键被按下时，shell 在命令被执行前在命令行上自动展开任何符合条件的字符，所以 echo 命令从不会发现”*“,只把它展开成结果。知道了这个以后，我们能看到 echo 执行的结果和我们想象的一样。
路径名展开 这种通配符工作机制叫做路径名展开。如果我们试一下在之前的章节中使用的技巧，我们会看到它们真是要展开的字符。给出一个家目录，它看起来像这样： [me@linuxbox ~]$ ls Desktop ls-output.txt Pictures Templates .... 我们能够执行以下参数展开模式： [me@linuxbox ~]$ echo D* Desktop Documents 和： [me@linuxbox ~]$ echo *s Documents Pictures Templates Videos 甚至是： [me@linuxbox ~]$ echo [[:upper:]]* Desktop Documents Music Pictures Public Templates Videos 查看家目录之外的目录： [me@linuxbox ~]$ echo /usr/*/share /usr/kerberos/share /usr/local/share
隐藏文件路径名展开 正如我们知道的，以圆点字符开头的文件名是隐藏文件。路径名展开也尊重这种行为。像这样的展开： echo *
不会显示隐藏文件 要是展开模式以一个圆点开头，我们就能够在展开模式中包含隐藏文件，而且隐藏文件可能会出现在第一位置，就像这样： echo .* 它几乎是起作用了。然而，如果我们仔细检查一下输出结果，我们会看到名字”.” 和”..”也出现在结果中。因为这些名字是指当前工作目录和它的父目录，使用这种 模式可能会产生不正确的结果。我们能看到这样的结果，如果我们试一下这个命令： ls -d .* | less 为了在这种情况下正确地完成路径名展开，我们应该雇佣一个更精确些的模式。这个模式会正确地工作： ls -d .[!.]?* 这种模式展开成为文件名，每个文件名以圆点开头，第二个字符不包含圆点，再包含至少一个字符， 并且这个字符之后紧接着任意多个字符。这将列出大多数的隐藏文件 （但仍将不能包含以多个圆点开头的文件名）这个带有 -A 选项（“几乎所有”）的 ls 命令能够提供一份正确的隐藏文件清单： ls -A
波浪线展开 可能你从我们对 cd 命令的介绍中回想起来，波浪线字符(“~”)有特殊的意思。当它用在一个单词的开头时，它会展开成指定用户的家目录名，如果没有指定用户名，则是当前用户的家目录： [me@linuxbox ~]$ echo ~ /home/me 如果有用户”foo”这个帐号，然后： [me@linuxbox ~]$ echo ~foo /home/foo
算术表达式展开 shell 允许算术表达式通过展开来执行。这允许我们把 shell 提示当作计算器来使用： [me@linuxbox ~]$ echo $((2 + 2)) 4 算术表达式展开使用这种格式： $((expression)) （以上括号中的）表达式是指算术表达式，它由数值和算术操作符组成。 算术表达式只支持整数（全部是数字，不带小数点），但是能执行很多不同的操作。这里是一些它支持的操作符： 表 8-1: 算术操作符
在算术表达式中空格并不重要，并且表达式可以嵌套。例如，5的平方乘以3： [me@linuxbox ~]$ echo $(($((5**2)) * 3)) 75 一对括号可以用来把多个子表达式括起来。通过这个技术，我们可以重写上面的例子，同时用一个展开代替两个，来得到一样的结果： [me@linuxbox ~]$ echo $(((5**2) * 3)) 75 这是一个使用除法和取余操作符的例子。注意整数除法的结果： [me@linuxbox ~]$ echo Five divided by two equals $((5/2)) Five divided by two equals 2 [me@linuxbox ~]$ echo with $((5%2)) left over. with 1 left over. 在35章会更深入的讨论算术表达式的内容。
花括号展开 可能最奇怪的展开是花括号展开。通过它，你可以从一个包含花括号的模式中创建多个文本字符串。这是一个例子： [me@linuxbox ~]$ echo Front-{A,B,C}-Back Front-A-Back Front-B-Back Front-C-Back 花括号展开模式可能包含一个开头部分叫做报头，一个结尾部分叫做附言。花括号表达式本身可能包含一个由逗号分开的字符串列表，或者一系列整数，或者单个的字符串。这种模式可能不包括嵌入的空白。这个例题使用了一系列整数： [me@linuxbox ~]$ echo Number_{1..5} Number_1 Number_2 Number_3 Number_4 Number_5 一系列以倒序排列的字母： [me@linuxbox ~]$ echo {Z..A} Z Y X W V U T S R Q P O N M L K J I H G F E D C B A 花括号展开可以嵌套： [me@linuxbox ~]$ echo a{A{1,2},B{3,4}}b aA1b aA2b aB3b aB4b 那么这对什么有好处呢？最普遍的应用是，创建一系列的文件或目录列表。例如，如果我们是摄影师，有大量的相片。我们想把这些相片按年月先后组织起来。首先，我们要创建一系列以数值”年－月”形式命名的目录。通过这种方式，目录名按照 年代顺序排列。我们可以键入整个目录列表，但是工作量太大了，并且易于出错。反而，我们可以这样做： [me@linuxbox ~]$ mkdir Pics [me@linuxbox ~]$ cd Pics [me@linuxbox Pics]$ mkdir {2007..2009}-0{1..9} {2007..2009}-{10..12} [me@linuxbox Pics]$ ls 2007-01 2007-07 2008-01 2008-07 2009-01 2009-07 2007-02 2007-08 2008-02 2008-08 2009-02 2009-08 2007-03 2007-09 2008-03 2008-09 2009-03 2009-09 2007-04 2007-10 2008-04 2008-10 2009-04 2009-10 2007-05 2007-11 2008-05 2008-11 2009-05 2009-11 2007-06 2007-12 2008-06 2008-12 2009-06 2009-12 棒极了！
参数展开 在这一章我们将会简单地介绍参数展开，只是皮毛而已。后续章节我们会广泛地 讨论参数展开。这个特性在 shell 脚本中比直接在命令行中更有用。它的许多性能 和系统存储小块数据，并给每块数据命名的能力有关系。许多像这样的小块数据， 更适当些应叫做变量，可以方便地检查它们。例如，叫做”USER”的变量包含你的 用户名。唤醒参数展开，揭示 USER 中的内容，可以这样做： [me@linuxbox ~]$ echo $USER me 查看有效的变量列表，试试这个： [me@linuxbox ~]$ printenv | less 你可能注意到其它展开类型，如果你误输入一个模式，展开就不会发生。这时 echo 命令只简单地显示误键入的模式。通过参数展开，如果你拼写错了一个变量名，展开仍然会进行，只是展成一个空字符串： [me@linuxbox ~]$ echo $SUER [me@linuxbox ~]$
命令替换 命令替换允许我们把一个命令的输出作为一个展开模式来使用： [me@linuxbox ~]$ echo $(ls) Desktop Documents ls-output.txt Music Pictures Public Templates Videos 我最喜欢用的一行命令是像这样的： [me@linuxbox ~]$ ls -l $(which cp) -rwxr-xr-x 1 root root 71516 2017-12-05 08:58 /bin/cp 这里我们把 which cp 的执行结果作为一个参数传递给 ls 命令，因此要想得到 cp 程序的输出列表，不必知道它完整的路径名。我们不只限制于简单命令。也可以使用整个管道线（只展示部分输出）： [me@linuxbox ~]$ file $(ls /usr/bin/* | grep zip) /usr/bin/bunzip2: symbolic link to `bzip2' .... 在这个例子中，管道线的输出结果成为 file 命令的参数列表。 在旧版 shell 程序中，有另一种语法也支持命令替换，可与刚提到的语法轮换使用。bash 也支持这种语法。它使用倒引号来代替美元符号和括号： [me@linuxbox ~]$ ls -l `which cp` -rwxr-xr-x 1 root root 71516 2007-12-05 08:58 /bin/cp
引用 我们已经知道 shell 有许多方式可以完成展开，现在是时候学习怎样来控制展开了。以下面例子来说明： [me@linuxbox ~]$ echo this is a test this is a test 或者： [me@linuxbox ~]$ echo The total is $100.00 The total is 00.00 在第一个例子中，shell 从 echo 命令的参数列表中，删除多余的空格。在第二个例子中，参数展开把 $1 的值替换为一个空字符串，因为 1 是没有定义的变量。shell 提供了一种 叫做引用的机制，来有选择地禁止不需要的展开。
双引号 我们将要看一下引用的第一种类型，双引号。如果你把文本放在双引号中，shell 使用的特殊字符，除了 $，\ (反斜杠），和 `（倒引号）之外，则失去它们的特殊含义，被当作普通字符来看待。这意味着单词分割，路径名展开，波浪线展开，和花括号展开都被禁止，然而参数展开，算术展开，和命令替换仍然执行。使用双引号，我们可以处理包含空格的文件名。比方说我们是不幸的名为 two words.txt 文件的受害者。如果我们试图在命令行中使用这个文件，单词分割机制会导致这个文件名被看作两个独自的参数，而不是所期望的单个参数： [me@linuxbox ~]$ ls -l two words.txt ls: cannot access two: No such file or directory ls: cannot access words.txt: No such file or directory 使用双引号，我们可以阻止单词分割，得到期望的结果；进一步，我们甚至可以修复破损的文件名。 [me@linuxbox ~]$ ls -l "two words.txt" -rw-rw-r-- 1 me me 18 2008-02-20 13:03 two words.txt [me@linuxbox ~]$ mv "two words.txt" two_words.txt 你瞧！现在我们不必一直输入那些讨厌的双引号了。 记住，在双引号中，参数展开，算术表达式展开，和命令替换仍然有效： [me@linuxbox ~]$ echo "$USER $((2+2)) $(cal)" me 4 February 2008 Su Mo Tu We Th Fr Sa .... 我们应该花费一点时间来看一下双引号在命令替换中的效果。首先仔细研究一下单词分割是怎样工作的。在之前的范例中，我们已经看到单词分割机制是怎样来删除文本中额外空格的： [me@linuxbox ~]$ echo this is a test this is a test 在默认情况下，单词分割机制会在单词中寻找空格，制表符，和换行符，并把它们看作单词之间的界定符。它们只作为分隔符使用。因为它们把单词分为不同的参数，在范例中，命令行包含一个带有四个不同参数的命令。如果我们加上双引号： [me@linuxbox ~]$ echo "this is a test" this is a test 单词分割被禁止，内嵌的空格也不会被当作界定符，它们成为参数的一部分。 一旦加上双引号，我们的命令行就包含一个带有一个参数的命令。 事实上，单词分割机制把换行符看作界定符，对命令替换产生了一个，虽然微妙，但有趣的影响。 考虑下面的例子： [me@linuxbox ~]$ echo $(cal) February 2008 Su Mo Tu We Th Fr Sa 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 [me@linuxbox ~]$ echo "$(cal)" February 2008 .... 在第一个实例中，没有引用的命令替换导致命令行包含38个参数。在第二个例子中， 命令行只有一个参数，参数中包括嵌入的空格和换行符。
单引号 如果需要禁止所有的展开，我们使用单引号。以下例子是无引用，双引号，和单引号的比较结果： [me@linuxbox ~]$ echo text ~/*.txt {a,b} $(echo foo) $((2+2)) $USER text /home/me/ls-output.txt a b foo 4 me [me@linuxbox ~]$ echo "text ~/*.txt {a,b} $(echo foo) $((2+2)) $USER" text ~/*.txt {a,b} foo 4 me [me@linuxbox ~]$ echo 'text ~/*.txt {a,b} $(echo foo) $((2+2)) $USER' text ~/*.txt {a,b} $(echo foo) $((2+2)) $USER 正如我们所看到的，随着引用程度加强，越来越多的展开被禁止。
转义字符 有时候我们只想引用单个字符。我们可以在字符之前加上一个反斜杠，在这个上下文中叫做转义字符。 经常在双引号中使用转义字符，来有选择地阻止展开。 [me@linuxbox ~]$ echo "The balance for user $USER is: \$5.00" The balance for user me is: $5.00 使用转义字符来消除文件名中一个字符的特殊含义，是很普遍的。例如，在文件名中可能使用一些对于 shell 来说，有特殊含义的字符。这些字符包括”$”, “!”, “ “等字符。在文件名中包含特殊字符，你可以这样做： [me@linuxbox ~]$ mv bad\&filename good_filename 为了允许反斜杠字符出现，输入”\“来转义。注意在单引号中，反斜杠失去它的特殊含义，它被看作普通字符。
反斜杠转义字符序列 反斜杠除了作为转义字符外，反斜杠也是一种表示法的一部分，这种表示法代表某种特殊字符，叫做控制码。ASCII 编码表中前32个字符被用来把命令转输到像电报机一样的设备。一些编码是众所周知的（制表符，退格符，换行符，和回车符），其它一些编码就不熟悉了（空值，传输结束码，和确认）。
上表列出了一些常见的反斜杠转义字符。反斜杠表示法背后的思想来源于 C 编程语言，许多其它语言也采用了这种表示方法，包括 shell。 echo 命令带上 ‘-e’ 选项，能够解释转义序列。你可以把转义序列放在 $' ' 里面。以下例子，使用 sleep 命令，一个简单的程序，它会等待指定的秒数，然后退出。我们可以创建一个简单的倒数计数器： sleep 10; echo -e "Time's up\a" 我们也可以这样做： sleep 10; echo "Time's up" $'\a'
总结归纳 随着我们继续学习 shell，你会发现使用展开和引用的频率逐渐多起来，所以能够很好的 理解他们的工作方式很有意义。事实上，可以这样说，他们是学习 shell 的最重要的主题。如果没有准确地理解展开模式，shell 总是神秘和混乱的源泉，并且 shell 潜在的能力也浪费掉了。
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