shell十三问之4:""(双引号)与''(单引号)差在哪?


还是回到我们的command line来吧...

经过前面两章的学习,应该很清楚当你在shell prompt后面敲打键盘, 直到按下Enter键的时候,你输入的文字就是command line了, 然后shell才会以进程的方式执行你所交给它的命令。 但是,你又可知道:你在command line中输入的每一个文字, 对shell来说,是有类别之分的呢?

简单而言,(我不敢说精确的定义,注1), command line的每一个charactor, 分为如下两种:

  • literal:也就是普通的纯文字,对shell来说没特殊功能;
  • meta: 对shell来说,具有特定功能的特殊保留元字符。

Note:

对于bash shell在处理comamnd line的顺序说明, 请参考O'Reilly出版社的Learning the Bash Shell,2nd Edition, 第177-180页的说明,尤其是178页的流程图:Figure 7-1 ...

literal没什么好谈的, 像abcd、123456这些"文字"都是literal...(so easy? ^_^) 但meta却常使我们困惑...(confused?) 事实上,前两章,我们在command line中已碰到两个 似乎每次都会碰到的meta:

  • IFS:有space或者tab或者Enter三者之一组成(我们常用space)
  • CR: 由Enter产生;

IFS是用来拆解command line中每一个词(word)用的, 因为shell command line是按词来处理的。 而CR则是用来结束command line用的,这也是为何我们敲Enter键, 命令就会跑的原因。

除了常用的IFSCR, 常用的meta还有:

meta字符 meta字符作用
= 设定变量
$ 作变量或运算替换(请不要与shell prompt混淆) 命令
> 输出重定向(重定向stdout)
< 输入重定向(重定向stdin)
\ 命令管道
& 重定向file descriptor或将命令至于后台(bg)运行
() 将其内部的命令置于nested subshell执行,或用于运算或变量替换
{} 将期内的命令置于non-named function中执行,或用在变量替换的界定范围
; 在前一个命令执行结束时,而忽略其返回值,继续执行下一个命令
&& 在前一个命令执行结束时,若返回值为true,继续执行下一个命令
\ \ 在前一个命令执行结束时,若返回值为false,继续执行下一个命令
! 执行histroy列表中的命令
... ...

假如我们需要在command line中将这些保留元字符的功能关闭的话, 就需要quoting处理了。

bash中,常用的quoting有以下三种方法:

  • hard quote:''(单引号),凡在hard quote中的所有meta均被关闭;
  • soft quote:""(双引号),凡在soft quote中大部分meta都会被关闭,但某些会保留(如$);
  • escape: \ (反斜杠),只有在紧接在escape(跳脱字符)之后的单一meta才被关闭;

Note:

在soft quote中被豁免的具体meta清单,我不完全知道, 有待大家补充,或通过实践来发现并理解。

下面的例子将有助于我们对quoting的了解:

$ A=B C #空白符未被关闭,作为IFS处理
$ C:command not found.
$ echo $A

$ A="B C" #空白符已被关掉,仅作为空白符
$ echo $A
B C

在第一个给A变量赋值时,由于空白符没有被关闭, command line 将被解释为: A=B 然后碰到<IFS>,接着执行C命令 在第二次给A变量赋值时,由于空白符被置于soft quote中, 因此被关闭,不在作为IFSA=B<space>C 事实上,空白符无论在soft quote还是在hard quote中, 均被关闭。Enter键字符亦然:

$ A=`B
> C
> '
$ echo "$A"
B
C

在上例中,由于enter被置于hard quote当中,因此不再作为CR字符来处理。 这里的enter单纯只是一个断行符号(new-line)而已, 由于command line并没得到CR字符, 因此进入第二个shell prompt(PS2, 以>符号表示), command line并不会结束,直到第三行, 我们输入的enter并不在hard quote里面, 因此没有被关闭, 此时,command line碰到CR字符,于是结束,交给shell来处理。

上例的Enter要是被置于soft quote中的话,CR字符也会同样被关闭:

$ A="B
> C
> "
$ echo $A
B C

然而,由于 echo $A时的变量没有置于soft quote中, 因此,当变量替换完成后,并作命令行重组时,enter被解释为IFS, 而不是new-line字符。

同样的,用escape亦可关闭CR字符:

$ A=B\
> C\
>
$ echo $A
BC

上例中的,第一个enter跟第二个enter均被escape字符关闭了, 因此也不作为CR来处理,但第三个enter由于没有被escape, 因此,作为CR结束command line。 但由于enter键本身在shell meta中特殊性,在 \ escape字符后面 仅仅取消其CR功能, 而不保留其IFS功能。

你或许发现光是一个enter键所产生的字符,就有可能是如下这些可能:

  • CR
  • IFS
  • NL(New Line)
  • FF(Form Feed)
  • NULL
  • ...

至于,什么时候解释为什么字符,这个我就没法去挖掘了, 或者留给读者君自行慢慢摸索了...^-^

至于soft quote跟hard quote的不同,主要是对于某些meta的关闭与否,以$来做说明:

$ A=B\ C
$ echo "$A"
B C
$ echo '$A'
$A

在第一个echo命令行中,$被置于soft quote中,将不被关闭, 因此继续处理变量替换, 因此,echo将A的变量值输出到屏幕,也就是"B C"的结果。

在第二个echo命令行中,$被置于hard quote中,则被关闭, 因此,$只是一个$符号,并不会用来做变量替换处理, 因此结果是$符号后面接一个A字母:$A.

练习与思考: 如下结果为何不同?

tips: 单引号和双引号,在quoting中均被关闭了。

$ A=B\ C
$ echo '"$A"'  #最外面的是单引号
"$A"
$ echo "'$A'"  #最外面的是双引号
'B C'

在CU的shell版里,我发现很多初学者的问题, 都与quoting的理解有关。 比方说,若我们在awk或sed的命令参数中, 调用之前设定的一些变量时,常会问及为何不能的问题。

要解决这些问题,关键点就是:区分出 shell meta 与 command meta

前面我们提到的那些meta,都是在command line中有特殊用途的, 比方说{}就是将一系列的command line置于不具名的函数中执行(可简单视为command block), 但是,awk却需要用{}来区分出awk的命令区段(BEGIN,MAIN,END). 若你在command line中如此输入:

$ awk {print $0} 1.txt

由于{}在shell中并没有关闭,那shell就将{print $0}视为command block, 但同时没有;符号作命令分隔,因此,就出现awk语法错误结果。

要解决之,可用hard quote:

awk '{print $0}'

上面的hard quote应好理解,就是将原来的 {、 、$、}这几个shell meta关闭, 避免掉在shell中遭到处理,而完整的成为awk的参数中command meta。

Note:

awk中使用的$0 是awk中内建的field nubmer,而非awk的变量, awk自身的变量无需使用$.

要是理解了hard quote的功能,在来理解soft quote与escape就不难:

awk "{print \$0}" 1.txt
awk \{print \$0\} 1.txt

然而,若要你改变awk的$0的0值是从另一个shell变量中读进呢? 比方说:已有变量$A的值是0, 那如何在command line中解决 awk的$$A呢? 你可以很直接否定掉hard quote的方案:

$ awk '{print $$A}' 1.txt

那是因为$A的$在hard quote中是不能替换变量的。

聪明的读者(如你!),经过本章的学习,我想,你应该可以理解为 为何我们可以使用如下操作了吧:

A=0
awk "{print \$$A}" 1.txt
awk  \{print\ \$$A\} 1.txt
awk '{print $'$A'}' 1.txt
awk '{print $'"$A"'}' 1.txt

或许,你能给出更多方案... ^_^

更多练习:

  • http://bbs.chinaunix.net/forum/viewtopic.php?t=207178 一个关于read命令的小问题: 很早以前觉得很奇怪:执行read命令,然后读取用户输入给变量赋值, 但如果输入是以空格键开始的话,这空格会被忽略,比如:
    read a  #输入:    abc
    echo "$a" #只输出abc
    
    原因: 变量a的值,从终端输入的值是以IFS开头,而这些IFS将被shell解释器忽略(trim)。 应该与shell解释器分词的规则有关;
read a  #输入:\ \ \ abc
echo "$a" #只输出abc

需要将空格字符转义

Note:

IFS Internal field separators, normally space, tab, and newline (see Blank Interpretation section). ...... Blank Interpretation After parameter and command substitution, the results of substitution
are scanned for internal field separator characters (those found in IFS) and split into distinct arguments where such characters are found. Explicit null arguments ("" or '') are retained.
Implicit null arguments(those resulting from parameters that have no values) are removed. (refre to: man sh)

解决思路:

  1. shell command line 主要是将整行line给分解(break down)为每一个单词(word);
  2. 而词与词之间的分隔符就是IFS (Internal Field Seperator)。
  3. shell会对command line作处理(如替换,quoting等), 然后再按词重组。(注:别忘了这个重组特性)
  4. 当你用IFS来事开头一个变量值,那shell会先整理出这个词,然后在重组command line。 5.然而,你将IFS换成其他,那shell将视你哪些space/tab为“词”,而不是IFS。那在重组时,可以得到这些词。

若你还是不理解,那来验证一下下面这个例子:

$ A="  abc" 
$ echo $A
abc
$ echo "$A" #note1
   abc
$ old_IFS=$IFS
$ IFS=;
$ echo $A
   abc
$ IFS=$old_IFS
$ echo $A
abc

Note:

  1. 这里是用 soft quoting 将里面的 space 关闭,使之不是 meta(IFS), 而是一个literal(white space);

  2. IFS=; 意义是将IFS设置为空字符,因为;是shell的元字符(meta);

问题二:为什么多做了几个分号,我想知道为什么会出现空格呢?

$ a=";;;test"                              
$ IFS=";"                                  
$ echo $a                                  
   test                                                                         
$ a="   test"                              
$ echo $a                                  
   test                                                                         
$ IFS=" "                                  
$ echo $a                                  
test

解答:

这个问题,出在IFS=;上。 因为这个;在问题一中的command line上是一个meta, 并非";"符号本身。 因此,IFS=;是将IFS设置为 null charactor (不是space、tab、newline)。

要不是试试下面这个代码片段:

$ old_IFS=$IFS
$ read A
;a;b;c
$ echo $A
;a;b;c
$ IFS=";"  #Note2
$ echo $A
a b c

Note:

要关闭;可用";"或者';'或者\;

思考问题二:文本处理:读文件时,如何保证原汁原味。

cat file | while read i
do
   echo $i
done

文件file的行中包含若干空,经过read只保留不重复的空格。 如何才能所见即所得。

cat file | while read i
do
   echo "X${i}X"
done

从上面的输出,可以看出read,读入是按整行读入的; 不能原汁原味的原因:

  1. 如果行的起始部分有IFS之类的字符,将被忽略;
  2. echo $i的解析过程中,首先将$i替换为字符串, 然后对echo 字符串中字符串分词,然后命令重组,输出结果; 在分词,与命令重组时,可能导致多个相邻的IFS转化为一个;
cat file | while read i
do
  echo "$i"
done

以上代码可以解决原因2中的,command line的分词和重组导致meta字符丢失; 但仍然解决不了原因1中,read读取行时,忽略行起始的IFS meta字符。

回过头来看上面这个问题:为何要原汁原味呢? cat命令就是原汁原味的,只是shell的read、echo导致了某些shell的meta字符丢失;

如果只是IFS meta的丢失,可以采用如下方式: 将IFS设置为null,即IFS=;, 在此再次重申此处;是shell的meta字符,而不是literal字符; 因此要使用literal的 ;应该是\; 或者关闭meta 的(soft/hard) quoting的";"或者';'

因此上述的解决方案是:

old_IFS=$IFS
IFS=; #将IFS设置为null
cat file | while read i
do
  echo "$i"
done
IFS=old_IFS #恢复IFS的原始值

现在,回过头来看这个问题,为什么会有这个问题呢; 其本源的问题应该是没有找到解决原始问题的最合适的方法, 而是采取了一个迂回的方式来解决了问题;

因此,我们应该回到问题的本源,重新审视一下,问题的本质。 如果要精准的获取文件的内容,应该使用od或者hexdump会更好些。

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