前言

最近寫了很多腳本，但是有太多參數會忘記了，這篇文章主要是整理了一些常用的 bash 腳本技巧，包括變數、邏輯判斷、迴圈、重導向、子殼層、Here Documents 等等。

1. Built-in Variables

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$0, $1, $2 # 第 n 個參數，即 argv[n]
$# # 參數數量，即 argc
$@ # 所有的參數
$* # 所有的參數，但是會把所有參數當成一個字串 可以搭配 IFS (Internal Field Separator) 使用來分割
$? # 上一個指令的回傳值
$$ # 目前程式的 pid
$! # 上一個在背景執行的程式的 pid

2. Bash Builins

數學運算，這兩個寫法等價。

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echo $((1+1))
echo $[1+1]

變數，{} 可省略

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name="Shannon"
echo $name
echo ${name}

# 字串長度
echo ${#name} # 7

指令替換，兩個寫法等價

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echo $(whoami)
echo `whoami`

展開

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echo {1..5} // 1 2 3 4 5
echo {1..10..2} // 1 3 5 7 9

3. Logic Statement

binary comparison operator 常見可以參考 Advanced Bash-Scripting Guide

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# 前面成功執行的話，後面才會執行
echo hi && echo john 
# 前面指令失敗的話，後面才會執行
grep 'notfound' /dev/null || echo 'Not found'

字串用 ><= 一類的符號，數字則是用英文縮寫．詳細可以參考 3.1, 3.2 章節

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if [ $age -ge 65 ] && [ $name == "John" ]; then
  echo '...'
fi

3.1 Boolean Operation

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!     #not
-a    #and
-o    #or
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# 變數 num 比 10 小 『或是』 比 100 大
if [ $num -lt 10 -o $num -gt 100 ]
then
    echo "Number $num is out of range"
elif [ ! -w $filename ]
then
    echo "Cannot write to $filename"
fi

3.2 Integer Opteraion

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# -eq: is equal to
if [ "$a" -eq "$b" ]

# -ne: is not equal to
if [ "$a" -ne "$b" ]

# -gt: is greater than
if [ "$a" -gt "$b" ]

# -ge: is greater than or equal to
if [ "$a" -ge "$b" ]

# -lt: is less than
if [ "$a" -lt "$b" ]

# -le: is less than or equal to
if [ "$a" -le "$b" ]

# < is less than (within double parentheses) 要使用雙括弧
(("$a" < "$b"))

# <= is less than or equal to (within double parentheses)
(("$a" <= "$b"))

# > is greater than (within double parentheses)
(("$a" > "$b"))

# >= is greater than or equal to (within double parentheses)
(("$a" >= "$b"))

3.3 String Comparision

在 Bash 中，= 和 == 都用來進行字串比較，但它們之間有一些微妙的差異，特別是在單中括號（[ ]）和雙中括號（[[ ]]）中的行為有所不同。

= 比較符號

單中括號 [ "$a" = "$b" ]

  • 語法：[ "$a" = "$b" ]
  • 功能：這是最基本的字串比較，用於檢查兩個字串是否相等。
  • 注意事項：一定要注意空格。在 [ "$a" = "$b" ] 中，= 兩側必須有空格。如果缺少空格，如 [ "$a"="$b" ]，這樣的比較會導致錯誤，因為 = 會被誤認為是命令的一部分。

範例：

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a="apple"
b="apple"
if [ "$a" = "$b" ]; then
    echo "a 和 b 相等"
fi

== 比較符號

單中括號 [ "$a" == "$b" ] 和雙中括號 [[ "$a" == "$b" ]]

  • 語法：[ "$a" == "$b" ] 或 [[ "$a" == "$b" ]]
  • 功能：== 在某些情況下可以用來比較字串，但在單中括號（[ ]）中，== 和 = 基本上是等效的。唯一的區別在於，== 可以在雙中括號（[[ ]]）中使用更多的功能，並且會支援模式匹配（pattern matching）。
  • 注意事項：
    • 在單中括號中，== 和 = 是相同的，兩者都用來比較字串。
    • 在雙中括號中，== 支援字串的模式匹配（例如通配符匹配），這是 = 所不支援的。
    • 單中括號中的 == 行為類似於 =，但在雙中括號中，== 可以進行模式匹配。

範例（單中括號）：

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a="apple"
b="apple"
if [ "$a" == "$b" ]; then
    echo "a 和 b 相等"
fi

範例（雙中括號，模式匹配）：

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a="apple"
if [[ "$a" == a* ]]; then
    echo "a 以 'a' 開頭"
fi

== 與 = 的差異

  • 單中括號 [ ]：
    • 在 [ "$a" == "$b" ] 和 [ "$a" = "$b" ] 中，== 和 = 基本上是等效的。
    • 它們都比較字串是否相等。
  • 雙中括號 [[ ]]：
    • 在 [[ "$a" == "$b" ]] 中，== 會進行模式匹配，因此支持通配符（如 * 或 ?）。
    • 而 = 只是做簡單的字串比較，不支持模式匹配。

4. Loop

for each，這兩種 array 存取值的寫法是等價的

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arr=(Alice Bob Oscar)

# method 1
for i in {0..2}; do
  echo ${arr[i]}
done

# method 2
for i in "${arr[@]}"; do
  echo $i
done

也可以使用 C-style for loop

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for (( i=1; i<=5; i++ )); do
  echo $i
done

while Loop

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i=0
while [ $i -lt 5 ]; do
  echo $i
  ((i++)) # 雙括號裡面可以寫 C-style 的運算式
done

5. Redirection

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echo john | grep 'john' # pipe，第一個指令的 stdout 作為第二個指令的 stdin
echo hi > /tmp/text # stdout 輸出導向檔案並『覆寫』
echo hi >> /tmp/text # stdout 輸出導向檔案，『附加』在該檔案內容後
echo hi 2>&1 # stderr 導向 stdout
echo hi 1>&2 # stdout 導向 stderr
echo hi &> /tmp/text # stdout 與 stderr 都導向檔案
cat < /tmp/text # stdin 改從檔案讀入：這個命令使用了輸入重定向（input redirection），將 /tmp/text 檔案的內容作為標準輸入（stdin）傳遞給 cat 命令。輸出結果與cat /tmp/text 無異
cat <(echo hi) # 把括號中的輸出丟到 cat 指令當 stdin

6. Subshell (bash parallel script)

這段內容主要解釋了 子殼層 (subshell) 和 父殼層 (parent shell) 之間的執行行為，並說明了如何使用 & 來達到並行執行的效果。

基本的子殼層 (() 的用法)

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(sleep 5)
echo done
  • (sleep 5) 這段程式碼會在一個 子殼層 中執行。子殼層是一個新的 shell 進程，它會從父殼層繼承環境變數等設定，但執行的指令會在這個子殼層中處理。
  • sleep 5 會讓這個子殼層暫停 5 秒。
  • 然後，echo done 在父殼層中執行。

注意：

  • 如果你只是寫 (sleep 5)，父殼層會等待這個子殼層完成後再繼續執行下面的指令（即 echo done）。這是因為沒有使用 &，父殼層會「等待」子殼層執行完成。
  • 所以，這段程式碼的結果是：子殼層執行 sleep 5，父殼層會等待 5 秒，然後才顯示 done。

使用 & 讓父殼層不等待子殼層

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(sleep 2; echo child) &
echo parent
  • (sleep 2; echo child) 這段程式碼放在子殼層中執行，並且加上了 &，表示 將子殼層的執行放到背景進行。
  • & 讓父殼層不會等子殼層執行完成，而是會繼續執行後續的指令。
  • echo parent 在父殼層中立即執行。

結果：

  • 子殼層會執行 sleep 2 然後顯示 child，這需要 2 秒鐘。
  • 父殼層會立即執行 echo parent，所以會先顯示 parent。
  • 兩個 echo 命令是並行執行的，這就達到了平行處理的效果。

7. Here Documents

什麼是 “Here Document”？
這個名稱的概念來自：「這裡 (here) 就有一份文件 (document)」 → 你不需要從外部讀取，而是直接在腳本內提供多行內容。對應傳統 Shell Script 的標準輸入 (stdin) → 通常程式需要用 < file.txt 讀取外部檔案，但 Here Document 讓你直接內嵌資料。

📌 具體比較

方法 輸入來源 描述
< file.txt 外部檔案 讀取 file.txt 內容當作標準輸入
<<EOF ... EOF 內嵌內容 直接在腳本內提供多行內容

傳統方式（讀取外部檔案）

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cat < myfile.txt

Here Document（直接提供內容）

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cat <<EOF
這是一段內嵌的內容
EOF

總結來說：
Here Document 讓 Shell Script 不需要額外的檔案，而可以直接在 “這裡 (here)” 定義輸入，這就是它名稱的由來！

什麼是EOF?
EOF 的全名是 “End of File”，意思是「檔案結束」。在 Here Document 的語境中，EOF 只是個常見的 標記 (delimiter)，它本身沒有特別的語法意義。你可以用任何字串作為結束標記，但 EOF 是最常見的約定俗成的標記，因為它表示「這段輸入的結束」。

例如：

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cat <<MYMARKER
這是 Here Document 的內容
可以寫多行
MYMARKER

# 或是使用 <<- 可以使用縮排來提高可讀性
cat <<-MYMARKER
    這是 Here Document 的內容
    可以寫多行
MYMARKER

Refernece