译者前言

pure bash bible 是Dylan Araps 在github 上发布的一本关于Linux bash 的电子书，实用性强。在此将其翻译为中文，既加深自己的理解，也为需要的朋友提供参考和帮助。翻译有错漏的地方，请各位予以指正，感谢！

前言

本书包含了一系列纯bash脚本实现的程序，用于替代相同功能的外部程序。bash 脚本语言功能强大，可以在不依赖外部程序的条件下，完成我们工作中的大部分的需求。

在bash 中调用外部程序是比较消耗资源的，会对脚本应用的执行效率带来明显的影响。使用纯bash脚本编写应用执行效率高，外部依赖少，还能帮助我们更好理解bash语言原生的功能。

本书的内容可以作为编写bash脚本应用中遇到问题提供参考。通过函数形式的样例代码演示了如何将这些解决方案应用到代码中。

1.字符串操作

1.1 移除字符串开头和结尾的空格

这是对sed, awk, perl及其它工具的一个替代。下面的函数找出字符串开头及结尾的空格，将它们从字符串中移除。bash内置的:用于代替临时变量。

函数示例

trim_string() {
    # Usage: trim_string "   example   string    "
    : "${1#"${1%%[![:space:]]*}"}"
    : "${_%"${_##*[![:space:]]}"}"
    printf '%s\n' "$_"
}

使用示例

$ trim_string "    Hello,  World    "
Hello,  World
$ name="   John Black  "
$ trim_string "$name"
John Black

1.2 移除字符串中的多余的空格

这是对sed, awk, perl及其它工具的一个替代。下面的函数移除字符串中多余的空格，保留单词之间的间隔。

函数示例

# shellcheck disable=SC2086,SC2048
trim_all() {
    # Usage: trim_all "   example   string    "
    set -f
    set -- $*
    printf '%s\n' "$*"
    set +f
}

使用示例

$ trim_all "    Hello,    World    "
Hello, World

$ name="   John   Black  is     my    name.    "
$ trim_all "$name"
John Black is my name.

1.3 对字符串进行匹配正则表达式匹配

bash 的正则表达式匹配功能可以在大部分的应用场景中替代sed工具。

注意：这是bash平台相关的功能之一。bash会使用系统中安装的正则表达式引擎来处理。如果需要保持兼容性，请指明使用POSIX POSIX regex 功能。

注意：该示例只返回首个matching group。当有多个matching group时，需要对示例进行修订。

函数示例

regex() {
    # Usage: regex "string" "regex"
    [[ $1 =~ $2 ]] && printf '%s\n' "${BASH_REMATCH[1]}"
}

使用示例

$ # Trim leading white-space.
$ regex '    hello' '^\s*(.*)'
hello

$ # Validate a hex color.
$ regex "#FFFFFF" '^(#?([a-fA-F0-9]{6}|[a-fA-F0-9]{3}))$'
#FFFFFF

$ # Validate a hex color (invalid).
$ regex "red" '^(#?([a-fA-F0-9]{6}|[a-fA-F0-9]{3}))$'
# no output (invalid)

在脚本中的使用示例

is_hex_color() {
    if [[ $1 =~ ^(#?([a-fA-F0-9]{6}|[a-fA-F0-9]{3}))$ ]]; then
        printf '%s\n' "${BASH_REMATCH[1]}"
    else
        printf '%s\n' "error: $1 is an invalid color."
        return 1
    fi
}

read -r color
is_hex_color "$color" || color="#FFFFFF"

# Do stuff.

1.4 根据指定的分隔符分割字符串

注意：需要bash 4及以上版本

可以作为 cut, awk 及其它根据的替代品。

函数示例

split() {
   # Usage: split "string" "delimiter"
   IFS=$'\n' read -d "" -ra arr <<< "${1//$2/$'\n'}"
   printf '%s\n' "${arr[@]}"
}

使用示例

$ split "apples,oranges,pears,grapes" ","
apples
oranges
pears
grapes

$ split "1, 2, 3, 4, 5" ", "
1
2
3
4
5

# Multi char delimiters work too!
$ split "hello---world---my---name---is---john" "---"
hello
world
my
name
is
john

1.5 将字符串转换为小写

注意：需要bash 4及以上版本

函数示例

lower() {
    # Usage: lower "string"
    printf '%s\n' "${1,,}"
}

使用示例

$ lower "HELLO"
hello

$ lower "HeLlO"
hello

$ lower "hello"
hello

1.6 将字符串转换为大写

注意：需要bash 4及以上版本

函数示例

upper() {
    # Usage: upper "string"
    printf '%s\n' "${1^^}"
}

使用示例

$ upper "hello"
HELLO

$ upper "HeLlO"
HELLO

$ upper "HELLO"
HELLO

1.7 反转字符串的大小写

注意：需要bash 4及以上版本

函数示例

reverse_case() {
    # Usage: reverse_case "string"
    printf '%s\n' "${1~~}"
}

使用示例

$ reverse_case "hello"
HELLO

$ reverse_case "HeLlO"
hElLo

$ reverse_case "HELLO"
hello

1.8 删除字符串中的引号

函数示例

trim_quotes() {
    # Usage: trim_quotes "string"
    : "${1//\'}"
    printf '%s\n' "${_//\"}"
}

使用示例

$ var="'Hello', \"World\""
$ trim_quotes "$var"
Hello, World

1.9 在字符串中移除所有满足匹配模式的实例

函数示例

strip_all() {
    # Usage: strip_all "string" "pattern"
    printf '%s\n' "${1//$2}"
}

使用示例

$ strip_all "The Quick Brown Fox" "[aeiou]"
Th Qck Brwn Fx

$ strip_all "The Quick Brown Fox" "[[:space:]]"
TheQuickBrownFox

$ strip_all "The Quick Brown Fox" "Quick "
The Brown Fox

1.10 在字符串中移除首项满足匹配模式的实例

函数示例

strip() {
    # Usage: strip "string" "pattern"
    printf '%s\n' "${1/$2}"
}

使用示例

$ strip "The Quick Brown Fox" "[aeiou]"
Th Quick Brown Fox

$ strip "The Quick Brown Fox" "[[:space:]]"
TheQuick Brown Fox

1.11 在字符串开头删除满足匹配模式的实例

函数示例

lstrip() {
    # Usage: lstrip "string" "pattern"
    printf '%s\n' "${1##$2}"
}

使用示例

$ lstrip "The Quick Brown Fox" "The "
Quick Brown Fox

1.12 在字符串结尾删除满足匹配模式的实例

函数示例

rstrip() {
    # Usage: rstrip "string" "pattern"
    printf '%s\n' "${1%%$2}"
}

使用示例

$ rstrip "The Quick Brown Fox" " Fox"
The Quick Brown

1.13 对字符串进行URL 编码

函数示例

urlencode() {
    # Usage: urlencode "string"
    local LC_ALL=C
    for (( i = 0; i < ${#1}; i++ )); do
        : "${1:i:1}"
        case "$_" in
            [a-zA-Z0-9.~_-])
                printf '%s' "$_"
            ;;

            *)
                printf '%%%02X' "'$_"
            ;;
        esac
    done
    printf '\n'
}

使用示例

$ urlencode "https://github.com/dylanaraps/pure-bash-bible"
https%3A%2F%2Fgithub.com%2Fdylanaraps%2Fpure-bash-bible

1.14 对字符串进行URL 解码

函数示例

urldecode() {
    # Usage: urldecode "string"
    : "${1//+/ }"
    printf '%b\n' "${_//%/\\x}"
}

使用示例

$ urldecode "https%3A%2F%2Fgithub.com%2Fdylanaraps%2Fpure-bash-bible"
https://github.com/dylanaraps/pure-bash-bible

1.15 检查字符串中是否包含另一个字符串

使用条件测试方式

if [[ $var == *sub_string* ]]; then
    printf '%s\n' "sub_string is in var."
fi

# Inverse (substring not in string).
if [[ $var != *sub_string* ]]; then
    printf '%s\n' "sub_string is not in var."
fi

# This works for arrays too!
if [[ ${arr[*]} == *sub_string* ]]; then
    printf '%s\n' "sub_string is in array."
fi

case 方式

case "$var" in
    *sub_string*)
        # Do stuff
    ;;

    *sub_string2*)
        # Do more stuff
    ;;

    *)
        # Else
    ;;
esac

1.16 检查字符串中是否以另一个字符串开头

if [[ $var == sub_string* ]]; then
    printf '%s\n' "var starts with sub_string."
fi

# Inverse (var does not start with sub_string).
if [[ $var != sub_string* ]]; then
    printf '%s\n' "var does not start with sub_string."
fi

1.17 检查字符串中是否以另一个字符串结尾

if [[ $var == *sub_string ]]; then
    printf '%s\n' "var ends with sub_string."
fi

# Inverse (var does not end with sub_string).
if [[ $var != *sub_string ]]; then
    printf '%s\n' "var does not end with sub_string."
fii

2. 数组

2.1 反转数组的顺序

启用extdebug 允许脚本访问BASH_ARGV数组，该数组以逆序方式存储当前函数的参数。

注：需要bash 5.0 以上的shopt -s compat44 in +.

函数示例

reverse_array() {
    # Usage: reverse_array "array"
    shopt -s extdebug
    f()(printf '%s\n' "${BASH_ARGV[@]}"); f "$@"
    shopt -u extdebug
}

使用示例

$ reverse_array 1 2 3 4 5
5
4
3
2
1

$ arr=(red blue green)
$ reverse_array "${arr[@]}"
green
blue
red

2.2 移除数组中重复的元素

注：需要bash 4.0 以上版本
注：List order may not stay the same.

函数示例

remove_array_dups() {
    # Usage: remove_array_dups "array"
    declare -A tmp_array

    for i in "$@"; do
        [[ $i ]] && IFS=" " tmp_array["${i:- }"]=1
    done

    printf '%s\n' "${!tmp_array[@]}"
}

使用示例

$ remove_array_dups 1 1 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5
1
2
3
4
5

$ arr=(red red green blue blue)
$ remove_array_dups "${arr[@]}"
red
green
blue

2.3 随机返回数组中的元素

函数示例

random_array_element() {
    # Usage: random_array_element "array"
    local arr=("$@")
    printf '%s\n' "${arr[RANDOM % $#]}"
}

使用示例

$ array=(red green blue yellow brown)
$ random_array_element "${array[@]}"
yellow

# Multiple arguments can also be passed.
$ random_array_element 1 2 3 4 5 6 7
3

2.4 循环遍历一个数组

下面的样例代码中，每执行cycle一次将会顺序从数组arr中取出一个元素，并通过printf 输出到界面上。当到达arr的最后一个元素后，会重新跳回到第一个元素。

arr=(a b c d)

cycle() {
    printf '%s ' "${arr[${i:=0}]}"
    ((i=i>=${#arr[@]}-1?0:++i))
}

2.5 在两个值间来回切换

下面的用法与2.4的一致，只是一个不同的使用例子。

arr=(true false)

cycle() {
    printf '%s ' "${arr[${i:=0}]}"
    ((i=i>=${#arr[@]}-1?0:++i))
}

3. 循环

3.1 在指定的数字范围内循环

可以替代seq

# Loop from 0-100 (no variable support).
for i in {0..100}; do
    printf '%s\n' "$i"
done

3.2 在变量指定的范围内循环

可以替代seq

# Loop from 0-VAR.
VAR=50
for ((i=0;i<=VAR;i++)); do
    printf '%s\n' "$i"
done

3.3 循环遍历一个数组

arr=(apples oranges tomatoes)

# Just elements.
for element in "${arr[@]}"; do
    printf '%s\n' "$element"
done

3.4 通过索引循环遍历一个数组

arr=(apples oranges tomatoes)

# Elements and index.
for i in "${!arr[@]}"; do
    printf '%s\n' "${arr[i]}"
done

# Alternative method.
for ((i=0;i<${#arr[@]};i++)); do
    printf '%s\n' "${arr[i]}"
done

3.5 循环遍历文件的内容

while read -r line; do
    printf '%s\n' "$line"
done < "file"

3.6 循环遍历文件及目录

# Greedy example.
for file in *; do
    printf '%s\n' "$file"
done

# PNG files in dir.
for file in ~/Pictures/*.png; do
    printf '%s\n' "$file"
done

# Iterate over directories.
for dir in ~/Downloads/*/; do
    printf '%s\n' "$dir"
done

# Brace Expansion.
for file in /path/to/parentdir/{file1,file2,subdir/file3}; do
    printf '%s\n' "$file"
done

# Iterate recursively.
shopt -s globstar
for file in ~/Pictures/**/*; do
    printf '%s\n' "$file"
done
shopt -u globstar

4. 文件处理

注：bash低于4.4版本 不能正确处理二进制数据。

4.1 将文件内容读入到一个字符串

可以作为cat 命令的替代

file_data="$(<"file")"

4.2 按行将文件内容读入到一个数组

可以作为cat 命令的替代

# Bash <4 (discarding empty lines).
IFS=$'\n' read -d "" -ra file_data < "file"

# Bash <4 (preserving empty lines).
while read -r line; do
    file_data+=("$line")
done < "file"

# Bash 4+
mapfile -t file_data < "file"

4.3 获取文件的前N行

可以作为head 命令的替代

注：需要4.0以上版本的bash

函数示例

head() {
    # Usage: head "n" "file"
    mapfile -tn "$1" line < "$2"
    printf '%s\n' "${line[@]}"
}

使用示例

$ head 2 ~/.bashrc
# Prompt
PS1='➜ '

$ head 1 ~/.bashrc
# Prompt

4.4 获取文件的后N行

可以作为tail 命令的替代

注：需要4.0以上版本的bash

函数示例

tail() {
    # Usage: tail "n" "file"
    mapfile -tn 0 line < "$2"
    printf '%s\n' "${line[@]: -$1}"
}

使用示例

$ tail 2 ~/.bashrc
# Enable tmux.
# [[ -z "$TMUX"  ]] && exec tmux

$ tail 1 ~/.bashrc
# [[ -z "$TMUX"  ]] && exec tmux

4.5 获取文件的行数

可以作为 wc -l 命令的替代

函数示例(bash 4)

lines() {
    # Usage: lines "file"
    mapfile -tn 0 lines < "$1"
    printf '%s\n' "${#lines[@]}"
}

函数示例(bash 3)

这个方法比mapfile方法使用更少的内存，并且可以在bash 3 执行。但这个方法在处理大文件时比较慢。

lines_loop() {
    # Usage: lines_loop "file"
    count=0
    while IFS= read -r _; do
        ((count++))
    done < "$1"
    printf '%s\n' "$count"
}

使用示例

$ lines ~/.bashrc
48

$ lines_loop ~/.bashrc
48

4.6 获取目录中包含的文件或目录的数量

这是通过将glob的输出传递给函数然后计算参数的数量来实现的。

函数示例

count() {
    # Usage: count /path/to/dir/*
    #        count /path/to/dir/*/
    printf '%s\n' "$#"
}

使用示例

# Count all files in dir.
$ count ~/Downloads/*
232

# Count all dirs in dir.
$ count ~/Downloads/*/
45

# Count all jpg files in dir.
$ count ~/Pictures/*.jpg
64

4.7 创建一个空文件

可以作为touch 命令的替代

# Shortest.
>file

# Longer alternatives:
:>file
echo -n >file
printf '' >file

4.8 提取两个标记间的行

函数示例

extract() {
    # Usage: extract file "opening marker" "closing marker"
    while IFS=$'\n' read -r line; do
        [[ $extract && $line != "$3" ]] &&
            printf '%s\n' "$line"

        [[ $line == "$2" ]] && extract=1
        [[ $line == "$3" ]] && extract=
    done < "$1"
}

使用示例

# Extract code blocks from MarkDown file.
$ extract ~/projects/pure-bash/README.md '```sh' '```'
# Output here...

5. 文件路径

5.1 获取文件路径中的目录

可以替代dirname 命令

函数示例

dirname() {
    # Usage: dirname "path"
    local tmp=${1:-.}

    [[ $tmp != *[!/]* ]] && {
        printf '/\n'
        return
    }

    tmp=${tmp%%"${tmp##*[!/]}"}

    [[ $tmp != */* ]] && {
        printf '.\n'
        return
    }

    tmp=${tmp%/*}
    tmp=${tmp%%"${tmp##*[!/]}"}

    printf '%s\n' "${tmp:-/}"
}

使用示例

$ dirname ~/Pictures/Wallpapers/1.jpg
/home/black/Pictures/Wallpapers

$ dirname ~/Pictures/Downloads/
/home/black/Pictures

5.2 获取文件路径中的basename

可以替代basename 命令

函数示例

basename() {
    # Usage: basename "path" ["suffix"]
    local tmp

    tmp=${1%"${1##*[!/]}"}
    tmp=${tmp##*/}
    tmp=${tmp%"${2/"$tmp"}"}

    printf '%s\n' "${tmp:-/}"
}

使用示例

$ basename ~/Pictures/Wallpapers/1.jpg
1.jpg

$ basename ~/Pictures/Wallpapers/1.jpg .jpg
1

$ basename ~/Pictures/Downloads/
Downloads

6. 变量

6.1 分配并使用一个变量

$ hello_world="value"

# Create the variable name.
$ var="world"
$ ref="hello_$var"

# Print the value of the variable name stored in 'hello_$var'.
$ printf '%s\n' "${!ref}"
value

在 bash 4.3+以上版本:

$ hello_world="value"
$ var="world"

# Declare a nameref.
$ declare -n ref=hello_$var

$ printf '%s\n' "$ref"
value

6.2 基于另一个变量的值命名新的变量

$ var="world"
$ declare "hello_$var=value"
$ printf '%s\n' "$hello_world"
value

7. 转义序列

与我们一般的想法相反，使用原始的转义序列并不会带来问题。使用 tput 抽象系统的ANSI序列就像手工打印一样麻烦。更糟糕的是，tput 实际上在不同的系统中并不是兼容的. 有许多tput变体，每个变体都有不同的命令和语法 (例如在FreeBSD 系统上使用tput setaf 3)。 原始的转义序列会更好用。

7.1 文本颜色

注：序列中的RGB值仅在真彩色的终端上才有效

7.2 文本属性

7.3 光标移动

7.4 删除文本

8. 参数扩展

8.1 变量的间接访问

8.2 替换

8.3 长度

8.4 扩展

8.5 调整大小写

8.6 缺省值

9. 花括号扩展

9.1 范围

# 用法: {<START>..<END>}

# 打印数字 1-100.
echo {1..100}

# 打印浮点数范围.
echo 1.{1..9}

# 打印字符 a-z.
echo {a..z}
echo {A..Z}

# 嵌套.
echo {A..Z}{0..9}

# 打印用零填充的数字..
# 版本要求: bash 4+
echo {01..100}

# 更改增量
# 用法: {<START>..<END>..<INCREMENT>}
# 版本要求: bash 4+
echo {1..10..2}  # 以2为增量.

9.2 字符串列表

echo {apples,oranges,pears,grapes}

# 使用示例:
# 删除~/Downloads/ 目录下的 Movies, Music 和 ISOS文件夹 .
rm -rf ~/Downloads/{Movies,Music,ISOS}

10. 条件表达式

10.1 文件条件判断

10.2 文件比较

10.3 变量条件

10.3 变量比较

11. 算术运算符

11.1 赋值

11.2 算术运算符

11.2 位运算

---The End ---