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发布于 2026-01-06 11 阅读
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Unix Shell 如何看待世界（扩展、引用） TL;DR 扩展 引用 结论 参考文献

Unix Shell 如何看待世界（扩展，引用）

太长不看

扩张

引用

结论

参考

太长不看

我每天都使用 Unix 终端，输入上百行终端命令，但有时，在输入命令后按下回车键时，会遇到一些意想不到的情况。这有时真的让人很沮丧，原来 Shell 的运作方式和我理解的不一样。我读了一些关于 Shell 如何响应命令的书籍（至少读了其中的一些章节），发现这真的很有意思，所以今天想和大家分享一下。希望对大家有所帮助。

因为这非常简单明了。仅使用echo命令，我们就可以探索 Shell 的几个有趣特性，也就是它的“魔力”。

扩张

每次我们在命令后按下回车键，Shell 都会在底层对其进行转换，然后再执行。这个过程称为扩展。扩展是指，当你输入内容时，它会被扩展成另一种形式，然后 shell 才会执行它。例如：* 对 Shell 来说意义重大。为了说明这一点，我将使用echo命令。你可能还记得，echo是一个简单的 Shell 内置函数，它会将我们输入的内容输出到标准输出。

phuong@Arch ~$ echo Hello world
Hello world
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

所以*通配符的意思是：匹配文件名中的任何字符。* 在被 shell 执行之前会被转换成其他字符，因此 echo 命令永远不会直接看到它。

phuong@Arch ~/kitchen$ echo *
bash  device  devops  gateway  go  hook  iuh  js  linux  ml  python
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文件名扩展

事实上，这种行为是由一种机制实现的，这种机制通常被称为路径名扩展。我们知道，以句点字符开头的文件名（例如：.git）是隐藏的。路径名扩展遵循这一规则。扩展不会显示隐藏的文件。

phuong@Arch ~$ echo D*
Desktop Documents Downloads
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但是我们可以通过以下命令显示所有隐藏文件：

phuong@Arch ~$ echo .*
. .. .3T .ansible .anydesk .bash_history .bash_logout .bash_profile .bashrc .bashrc.backup .boto .cache .config .dbshell .designer .docker
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算术展开

借助算术展开功能，我们还可以将终端命令用作计算器，但它仅适用于整数（对于浮点数，我们需要像 bc 等工具）。尽管存在局限性，它在某些情况下仍然很有用，并且支持许多常用运算符。例如：, -, * , % , / , + 等。
算术展开遵循以下模式：

$((表达式)

phuong@Arch ~$ echo This month has $((4*7)) days
This month has 28 days
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除了双括号之外，我们还可以使用单括号来嵌套子展开。例如：

phuong@Arch ~$ echo This year has $((((4*7)*12) + $((3 * 9)))) days
This year has 363 days
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波浪号扩展

当我们在终端中使用~作为字符串的开头时，它会展开为指定用户的家目录。
假设我使用一个云端账户，该账户有很多用户，但我不知道他们的家目录在哪里，我只知道他们的用户名。这时，它就派上用场了。

phuong@devcloud1:~$ echo ~wingzero
/home/wingzero
phuong@devcloud1:~$ echo ~phuong
/home/phuong
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支架扩张

大括号表达式本身可以包含以逗号分隔的字符串列表，也可以包含一系列整数或单个字符。

以逗号分隔的示例为例：

phuong@Arch ~/kitchen/ips$ echo A{A,B}
AA AB
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同样，单个字符的范围

phuong@Arch ~$ echo {A..Z}
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
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在我看来，这种扩展方式是最有趣的扩展机制之一，因为它在特定情况下非常有用。假设我想为子网范围内的每个网络 IP 地址创建一个文件夹。假设192.168.43.1 对应 192.168.43.13。我承认，四个月前我会这样做：`mkdir ... `。但这种方法容易出现拼写错误。这时，花括号扩展就派上用场了。

phuong@Arch ~/kitchen/ips$ mkdir 192.168.43.{1..13}
phuong@Arch ~/kitchen/ips$ ls
192.168.43.1   192.168.43.12  192.168.43.3  192.168.43.6  192.168.43.9
192.168.43.10  192.168.43.13  192.168.43.4  192.168.43.7
192.168.43.11  192.168.43.2   192.168.43.5  192.168.43.8
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

正如你可能猜到的那样，大括号展开也可以嵌套。

phuong@Arch ~/kitchen/ips$ echo A{a{1,2},b{9,10}}
Aa1 Aa2 Ab9 Ab10
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命令替换

除了上述扩展机制之外，命令替换可能是你比较熟悉的一种，因为它在脚本编写中被广泛使用。命令替换允许我们将命令的输出用作扩展。例如：

phuong@Arch ~/kitchen$ ls -l $(which go)
lrwxrwxrwx 1 root root 18 Nov  2 17:25 /usr/bin/go -> /usr/lib/go/bin/go
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这里还有另一个例子

phuong@Arch ~$ echo Hello $(w=world; echo $w)
Hello world
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

参数替换

这种替换方式在脚本编写中比在命令行中更常用。例如，如果你想打印 USER 变量，只需在变量名前加上美元符号（$）即可。

phuong@Arch ~$ echo $USER
phuong
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请注意，如果您输错了变量名，扩展仍然会进行，但结果会是空字符串。

为了简洁起见，我不会赘述细节，因为这种强大的机制值得另写一篇文章来详细介绍。本文旨在介绍一些常用的扩展机制以及如何控制它们。

引用

我们已经见识了 Shell 扩展功能的强大之处，正因如此，如果我们不懂得如何控制它，它可能会导致一些意想不到的行为。
现在，我们来到了有趣的部分。

请看以下两个例子：
例 1：

phuong@Arch ~$ echo Hello I am a          string
Hello I am a string
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例2：

phuong@Arch ~$ echo It costs me $200
It costs me 00
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

感觉很熟悉啊？
替代文字

在第一个例子中，`splitting` 函数会从`echo` 命令的参数列表中删除多余的空格。在第二个例子中，` $2`被参数扩展机制展开，这是有意为之，但问题在于变量 `$2` 未定义，因此 Shell 会抑制意外的扩展，最终导致了现在的这种行为。我们来找出解决方法。

双引号

如果将特殊字符放在双引号中，Shell 将失去这些特殊含义，但有 3 个例外，即美元符号、反斜杠和反引号。

这在特定情况下非常有用。举个例子，假设你的朋友发给你一个作业文件，文件名是“作业第一部分.doc ”。嗯，这可能会让你抓狂。

替代文字

这便导致了以下情况。

phuong@Arch ~/Downloads$ cat homework part1.doc 
cat: homework: No such file or directory
cat: part1.doc: No such file or directory
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

双引号能帮到你。

phuong@Arch ~/Downloads$ mv "homework part1.doc" homework_part1.doc 
phuong@Arch ~/Downloads$ cat homework_part1.doc 
This is my stupid homework part, now is your turn
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

添加双引号后，我们的命令就包含一个命令和一个参数。这样就能保留多余的空格，因为上面提到的世界分割只对多个参数有效。如果所有内容都用双引号括起来，它的行为就如同 echo 命令后面只有一个参数一样。

phuong@Arch ~/Downloads$ echo Hello I am a          string
Hello I am a string
phuong@Arch ~/Downloads$ echo "Hello I am a          string"
Hello I am a          string
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

单引号

如果您只需要屏蔽所有特殊字符，只需使用单引号即可。

phuong@Arch ~/Downloads$ echo 'cat ~/Download/.doc {a,b} $(echo bar) $((3+2)) $USER'
cat ~/Download/.doc {a,b} $(echo bar) $((3+2)) $USER
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

转义字符

有时我们只想引用单个字符，只需在该字符前加上反斜杠\即可。

phuong@Arch ~/Downloads$ echo "You own me $30"
You own me 0
phuong@Arch ~/Downloads$ echo "You own me \$30"
You own me $30
Enter fullscreen mode Exit fullscreen mode

选择性地阻止文件名扩展是很常见的做法。

结论

总而言之，Unix Shell 的扩展机制非常强大。如果我们知道如何驾驭它，我相信这些特性肯定能提高您的工作效率。如果您有任何疑问，欢迎在下方留言，期待您的反馈。

感谢您抽出时间。

参考

  • Linux 命令行 - William E. Shotts JR.
文章来源：https://dev.to/phuonghau98/how-the-unix-shell-sees-the-world-expansion-quoting-42ng
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