引号和转义

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Bash 只有一种数据类型,就是字符串。不管用户输入什么数据,Bash 都视为字符串。因此,字符串相关的引号和转义,对 Bash 来说就非常重要。

转义 #

某些字符在 Bash 里面有特殊含义(比如$&*)。

$ echo $date

$

上面例子中,输出$date不会有任何结果,因为$是一个特殊字符。

如果想要原样输出这些特殊字符,就必须在它们前面加上反斜杠,使其变成普通字符。这就叫做“转义”(escape)。

$ echo \$date
$date

上面命令中,只有在特殊字符$前面加反斜杠,才能原样输出。

反斜杠本身也是特殊字符,如果想要原样输出反斜杠,就需要对它自身转义,连续使用两个反斜线(\\)。

$ echo \\
\

上面例子输出了反斜杠本身。

反斜杠除了用于转义,还可以表示一些不可打印的字符。

  • \a:响铃
  • \b:退格
  • \n:换行
  • \r:回车
  • \t:制表符

如果想要在命令行使用这些不可打印的字符,可以把它们放在引号里面,然后使用echo命令的-e参数。

$ echo a\tb
atb

$ echo -e "a\tb"
a        b

上面例子中,命令行直接输出不可打印字符\t,Bash 不能正确解释。必须把它们放在引号之中,然后使用echo命令的-e参数。

换行符是一个特殊字符,表示命令的结束,Bash 收到这个字符以后,就会对输入的命令进行解释执行。换行符前面加上反斜杠转义,就使得换行符变成一个普通字符,Bash 会将其当作空格处理,从而可以将一行命令写成多行。

$ mv \
/path/to/foo \
/path/to/bar

# 等同于
$ mv /path/to/foo /path/to/bar

上面例子中,如果一条命令过长,就可以在行尾使用反斜杠,将其改写成多行。这是常见的多行命令的写法。

单引号 #

Bash 允许字符串放在单引号或双引号之中,加以引用。

单引号用于保留字符的字面含义,各种特殊字符在单引号里面,都会变为普通字符,比如星号(*)、美元符号($)、反斜杠(\)等。

$ echo '*'
*

$ echo '$USER'
$USER

$ echo '$((2+2))'
$((2+2))

$ echo '$(echo foo)'
$(echo foo)

上面命令中,单引号使得 Bash 扩展、变量引用、算术运算和子命令,都失效了。如果不使用单引号,它们都会被 Bash 自动扩展。

由于反斜杠在单引号里面变成了普通字符,所以如果单引号之中,还要使用单引号,不能使用转义,需要在外层的单引号前面加上一个美元符号($),然后再对里层的单引号转义。

# 不正确
$ echo it's

# 不正确
$ echo 'it\'s'

# 正确
$ echo $'it\'s'

不过,更合理的方法是改在双引号之中使用单引号。

$ echo "it's"
it's

双引号 #

双引号比单引号宽松,大部分特殊字符在双引号里面,都会失去特殊含义,变成普通字符。

$ echo "*"
*

上面例子中,通配符*是一个特殊字符,放在双引号之中,就变成了普通字符,会原样输出。这一点需要特别留意,这意味着,双引号里面不会进行文件名扩展。

但是,三个特殊字符除外:美元符号($)、反引号(`)和反斜杠(\)。这三个字符在双引号之中,依然有特殊含义,会被 Bash 自动扩展。

$ echo "$SHELL"
/bin/bash

$ echo "`date`"
Mon Jan 27 13:33:18 CST 2020

上面例子中,美元符号($)和反引号(`)在双引号中,都保持特殊含义。美元符号用来引用变量,反引号则是执行子命令。

$ echo "I'd say: \"hello!\""
I'd say: "hello!"

$ echo "\\"
\

上面例子中,反斜杠在双引号之中保持特殊含义,用来转义。所以,可以使用反斜杠,在双引号之中插入双引号,或者插入反斜杠本身。

换行符在双引号之中,会失去特殊含义,Bash 不再将其解释为命令的结束,只是作为普通的换行符。所以可以利用双引号,在命令行输入多行文本。

$ echo "hello
world"
hello
world

上面命令中,Bash 正常情况下会将换行符解释为命令结束,但是换行符在双引号之中就失去了这种特殊作用,只用来换行,所以可以输入多行。echo命令会将换行符原样输出,显示的时候正常解释为换行。

双引号的另一个常见的使用场合是,文件名包含空格。这时就必须使用双引号,将文件名放在里面。

$ ls "two words.txt"

上面命令中,two words.txt是一个包含空格的文件名,否则就会被 Bash 当作两个文件。

双引号会原样保存多余的空格。

$ echo "this is a     test"
this is a     test

双引号还有一个作用,就是保存原始命令的输出格式。

# 单行输出
$ echo $(cal)
一月 2020 日 一 二 三 四 五 六 1 2 3 ... 31

# 原始格式输出
$ echo "$(cal)"
      一月 2020
日 一 二 三 四 五 六
          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 30 31

上面例子中,如果$(cal)不放在双引号之中,echo就会将所有结果以单行输出,丢弃了所有原始的格式。

Here 文档 #

Here 文档(here document)是一种输入多行字符串的方法,格式如下。

<< token
text
token

它的格式分成开始标记(<< token)和结束标记(token)。开始标记是两个小于号 + Here 文档的名称,名称可以随意取,后面必须是一个换行符;结束标记是单独一行顶格写的 Here 文档名称,如果不是顶格,结束标记不起作用。两者之间就是多行字符串的内容。

下面是一个通过 Here 文档输出 HTML 代码的例子。

$ cat << _EOF_
<html>
<head>
    <title>
    The title of your page
    </title>
</head>

<body>
    Your page content goes here.
</body>
</html>
_EOF_

Here 文档内部会发生变量替换,同时支持反斜杠转义,但是不支持通配符扩展,双引号和单引号也失去语法作用,变成了普通字符。

$ foo='hello world'
$ cat << _example_
$foo
"$foo"
'$foo'
_example_

hello world
"hello world"
'hello world'

上面例子中,变量$foo发生了替换,但是双引号和单引号都原样输出了,表明它们已经失去了引用的功能。

如果不希望发生变量替换,可以把 Here 文档的开始标记放在单引号之中。

$ foo='hello world'
$ cat << '_example_'
$foo
"$foo"
'$foo'
_example_

$foo
"$foo"
'$foo'

上面例子中,Here 文档的开始标记(_example_)放在单引号之中,导致变量替换失效了。

Here 文档的本质是重定向,它将字符串重定向输出给某个命令,相当于包含了echo命令。

$ command << token
  string
token

# 等同于

$ echo string | command

上面代码中,Here 文档相当于echo命令的重定向。

所以,Here 字符串只适合那些可以接受标准输入作为参数的命令,对于其他命令无效,比如echo命令就不能用 Here 文档作为参数。

$ echo << _example_
hello
_example_

上面例子不会有任何输出,因为 Here 文档对于echo命令无效。

此外,Here 文档也不能作为变量的值,只能用于命令的参数。

Here 字符串 #

Here 文档还有一个变体,叫做 Here 字符串(Here string),使用三个小于号(<<<)表示。

<<< string

它的作用是将字符串通过标准输入,传递给命令。

有些命令直接接受给定的参数,与通过标准输入接受参数,结果是不一样的。所以才有了这个语法,使得将字符串通过标准输入传递给命令更方便,比如cat命令只接受标准输入传入的字符串。

$ cat <<< 'hi there'
# 等同于
$ echo 'hi there' | cat

上面的第一种语法使用了 Here 字符串,要比第二种语法看上去语义更好,也更简洁。

$ md5sum <<< 'ddd'
# 等同于
$ echo 'ddd' | md5sum

上面例子中,md5sum命令只能接受标准输入作为参数,不能直接将字符串放在命令后面,会被当作文件名,即md5sum ddd里面的ddd会被解释成文件名。这时就可以用 Here 字符串,将字符串传给md5sum命令。