# 10.2 参数替换
参数替换用来处理或扩展变量。
### `${parameter}`
等同于 `$parameter`，是变量 parameter 的值。在一些特定的环境下，只允许使用不易混淆的 `${parameter}` 形式。
可以用于连接变量与字符串。
```bash
your_id=${USER}-on-${HOSTNAME}
echo "$your_id"
#
echo "Old \$PATH = $PATH"
PATH=${PATH}:/opt/bin # 在脚本执行过程中临时在 $PATH 中加入 /opt/bin。
echo "New \$PATH = $PATH"
```
### `${parameter-default}, ${parameter:-default}`
在没有设置变量的情况下使用缺省值。
```bash
var1=1
var2=2
# 没有设置 var3。
echo ${var1-$var2} # 1
echo ${var3-$var2} # 2
# ^ 注意前面的 $ 前缀。
echo ${username-`whoami`}
# 如果变量 $username 没有被设置，输出 `whoami` 的结果。
```
>  `${parameter-default}` 与 `${parameter:-default}` 的作用几乎相同，唯一不同的情况就是当变量 parameter 已经被声明但值为空时。
```bash
#!/bin/bash
# param-sub.sh
# 无论变量的值是否为空，其是否已被声明决定了缺省设置的触发。
username0=
echo "username0 has been declared, but is set to null."
echo "username0 = ${username0-`whoami`}"
# 将不会输出 `whoami` 的结果。
echo
echo username1 has not been declared.
echo "username1 = ${username1-`whoami`}"
# 将会输出 `whoami` 的结果。
username2=
echo "username2 has been declared, but is set to null."
echo "username2 = ${username2:-`whoami`}"
# ^
# 因为这里是 :- 而不是 -，所以将会输出 `whoami` 的结果。
# 与上面的 username0 比较。
#
# 再来一次：
variable=
# 变量已被声明，但其值为空。
echo "${varibale-0}" # 没有输出。
echo "${variable:-1}" # 1
# ^
unser variable
echo "${variable-2}" # 2
echo "${variable:-3}" # 3
exit 0
```
当传入的命令行参数的数量不足时，可以使用这种缺省参数结构。
```bash
DEFAULT_FILENAME=generic.data
filename=${1:-$DEFAULT_FILENAME}
# 如果没有其他特殊情况，下面的代码块将会操作文件 "generic.data"。
# 代码块开始
# ...
# ...
# ...
# 代码块结束
# 摘自样例 "hanoi2.bash"：
DISKS=${1:-E_NOPARAM} # 必须指定碟子的个数。
# 将 $DISKS 设置为传入的第一个命令行参数，
#+ 如果没有传入第一个参数，则设置为 $E_NOPARAM。
```
可以查看 [样例 3-4](http://tldp.org/LDP/abs/html/special-chars.html#EX58)，[样例 31-2](http://tldp.org/LDP/abs/html/zeros.html#EX73) 和 [样例 A-6](http://tldp.org/LDP/abs/html/contributed-scripts.html#COLLATZ)。
可以同 [使用与链设置缺省命令行参数](http://tldp.org/LDP/abs/html/list-cons.html#ANDDEFAULT) 做比较。
### `${parameter=default}, ${parameter:=default}`
在没有设置变量的情况下，将其设置为缺省值。
两种形式的作用几乎相同，唯一不同的情况与上面类似，就是当变量 parameter 已经被声明但值为空时。[^1]
```bash
echo ${var=abc} # abc
echo ${vat=xyz} # abc
# $var 已经在第一条语句中被赋值为 abc，因此第二条语句将不会改变它的值。
```
### `${parameter+alt_value}, ${parameter:+alt_value}`
如果变量已被设置，使用 alt_value，否则使用空值。
两种形式的作用几乎相同，唯一不同的情况就是当变量 parameter 已经被声明但值为空时，看下面的例子。
```bash
echo "###### \${parameter+alt_value} ########"
echo
a=${param1+xyz}
echo "a = $a" # a =
param2=
a=${param2+xyz}
echo "a = $a" # a = xyz
param3=123
a=${param3+xyz}
echo "a = $a" # a = xyz
echo
echo "###### \${parameter:+alt_value} ########"
echo
a=${param4:+xyz}
echo "a = $a" # a =
param5=
a=${param5:+xyz}
echo "a = $a" # a =
# 不同于 a=${param5+xyz}
param6=123
a=${param6:+xyz}
echo "a = $a" # a = xyz
```
### `${parameter?err_msg}, ${parameter:?err_msg}`
如果变量已被设置，那么使用原值，否则输出 err_msg 并且终止脚本，返回 [错误码](http://tldp.org/LDP/abs/html/exit-status.html#EXITSTATUSREF) 1。
两种形式的作用几乎相同，唯一不同的情况与上面类似，就是当变量 parameter 已经被声明但值为空时。
样例 10-7. 如何使用变量替换和错误信息
```bash
#!/bin/bash
# 检查系统环境变量。
# 这是一种良好的预防性维护措施。
# 如果控制台用户的名称 $USER 没有被设置，那么主机将不能够识别用户。
: ${HOSTNAME?} ${USER?} ${HOME?} ${MAIL?}
echo
echo "Name of the machine is $HOSTNAME."
echo "You are $USER."
echo "Your home directory is $HOME."
echo "Your mail INBOX is located in $MAIL."
echo
echo "If you are reading this message,"
echo "critcial environmental variables have been set."
echo
echo
# ------------------------------------------------------
# ${variablename?} 结构统一可以检查脚本中的变量是否被设置。
ThisVariable=Value-of-ThisVariable
# 顺带一提，这个字符串的值可以被设置成名称中不可以使用的禁用字符。
: ${ThisVariable?}
echo "Value of ThisVariable is $ThisVariable."
echo; echo
: ${ZZXy23AB?"ZZXy23AB has not been set."}
# 因为 ZZXy23AB 没有被设置，所以脚本会终止同时显示错误消息。
# 你可以指定错误消息。
# : ${variablename?"ERROR MESSAGE"}
# 与这些结果相同: dummy_variable=${ZZXy23AB?}
# dummy_variable=${ZZXy23AB?"ZZXy23AB has not been set."}
#
# echo ${ZZXy23AB?} >/dev/null
# 将上面这些检查变量是否被设置的方法同 "set -u" 作比较。
echo "You will not see this message, because script already terminated."
HERE=0
exit $HERE # 将不会从这里退出。
# 事实上，这个脚本将会返回退出码（echo $?）1。
```
样例 10-8. 参数替换与 "usage" 消息
```bash
#!/bin/bash
# usage-message.sh
: ${1?"Usage: $0 ARGUMENT"}
# 如果命令行参数缺失，脚本将会在这里结束，并且返回下面的错误信息。
# usage-message.sh: 1: Usage: usage-message.sh ARGUMENT
echo "These two lines echo only if command-line parameter given."
echo "command-line parameter = \"$1\""
exit 0 # 仅当命令行参数存在是才会从这里退出。
# 在传入和未传入命令行参数的情况下查看退出状态。
# 如果传入了命令行参数，那么 "$?" 的结果是0。
# 如果没有，那么 "$?" 的结果是1。
```
参数替换用来处理或扩展变量。下面的表达式是对 `expr` 处理字符串的操作的补足（查看样例 16-9）。这些特殊的表达式通常养来解析文件的路径名。
### 变量长度 / 删除子串
#### `${#var}`
字符串的长度（`$var` 中字符的个数）。对任意 [数组](http://tldp.org/LDP/abs/html/arrays.html#ARRAYREF) array，`${#array}` 返回数组中第一个元素的长度。
>  以下情况例外：
>
> * `${#*}` 和 `${#@}` 返回位置参数的个数。
> * 任意数组 array，`${#array[*]}` 和 `${#array[@]}` 返回数组中元素的个数。
样例 10-9. 变量长度
```bash
#!/bin/bash
# length.sh
E_NO_ARGS=65
if [ $# -eq 0 ] # 脚本必须传入参数。
then
echo "Please invoke this script with one or more command-line arguments."
exit $E_NO_ARGS
fi
var01=abcdEFGH28ij
echo "var01 = ${var01}"
echo "Length of var01 = ${#var01}"
# 现在我们尝试加入空格。
var02="abcd EFGH28ij"
echo "var02 = ${var02}"
echo "Length of var02 = ${#var02}"
echo "Number of command-line arguments passed to script = ${#@}"
echo "Number of command-line arguments passed to script = ${#*}"
exit 0
```
#### `${var#Pattern}, ${var##Pattern}`
`${var#Pattern}` 删除 `$var` 前缀部分匹配到的最短长度的 `$Pattern`。
`${var##Pattern}` 删除 `$var` 前缀部分匹配到的最长长度的 `$Pattern`。
摘自 [样例 A-7](http://tldp.org/LDP/abs/html/contributed-scripts.html#DAYSBETWEEN) 的例子：
```bash
# 函数摘自样例 "day-between.sh"。
# 删除传入的参数中的前缀0。
strip_leading_zero () # 删除传入参数中可能存在的
{ #+ 前缀0。
return=${1#0} # "1" 代表 "$1"，即传入的参数。
} # 从 "$1" 中删除 "0"。
```
下面是由 Manfred Schwarb 提供的上述函数的改进版本：
```bash
strip_leading_zero2 () # 删除前缀0，
{ # 否则 Bash 会将其解释为8进制数。
shopt -s extglob # 启用扩展通配特性。
local val=${1##+(0)} # 使用本地变量，匹配前缀中所有的0。
shopt -u extglob # 禁用扩展通配特性。
_strip_leading_zero2=${var:-0}
# 如果输入的为0，那么返回 0 而不是 ""。
```
另外一个样例：
```bash
echo `basename $PWD` # 当前工作目录的目录名。
echo "${PWD##*/}" # 当前工作目录的目录名。
echo
echo `basename $0` # 脚本名。
echo $0 # 脚本名。
echo "${0##*/}" # 脚本名。
echo
filename=test.data
echo "${filename##*.}" # data
# 文件扩展名。
```
#### `${var%Pattern}, ${var%%Pattern}`
`${var%Pattern}` 删除 `$var` 后缀部分匹配到的最短长度的 `$Pattern`。
`${var%%Pattern}` 删除 `$var` 后缀部分匹配到的最长长度的 `$Pattern`。
在 Bash 的 [第二个版本](http://tldp.org/LDP/abs/html/bashver2.html#BASH2REF) 中增加了一些额外的选择。
样例 10-10. 参数替换中的模式匹配
```bash
#!/bin/bash
# patt-matching.sh
# 使用 # ## % %% 参数替换操作符进行模式匹配
var1=abcd12345abc6789
pattern1=a*c # 通配符 * 可以匹配 a 与 c 之间的任意字符
echo
echo "var1 = $var1" # abcd12345abc6789
echo "var1 = ${var1}" # abcd12345abc6789
# （另一种形式）
echo "Number of characters in ${var1} = ${#var1}"
echo
echo "pattern1 = $pattern1" # a*c (匹配 'a' 与 'c' 之间的一切)
echo "--------------"
echo '${var1#$pattern1} =' "${var1#$pattern1}" # d12345abc6789
# 匹配到首部最短的3个字符 abcd12345abc6789
# ^ |-|
echo '${var1##$pattern1} =' "${var1##$pattern1}" # 6789
# 匹配到首部最长的12个字符 abcd12345abc6789
# ^ |----------|
echo; echo; echo
pattern2=b*9 # 匹配 'b' 与 '9' 之间的任意字符
echo "var1 = $var1" # 仍旧是 abcd12345abc6789
echo
echo "pattern2 = $pattern2"
echo "--------------"
echo '${var1%pattern2} =' "${var1%$pattern2}" # abcd12345a
# 匹配到尾部最短的6个字符 abcd12345abc6789
# ^ |----|
echo '${var1%%pattern2} =' "${var1%%$pattern2}" # a
# 匹配到尾部最长的12个字符 abcd12345abc6789
# ^ |-------------|
# 牢记 # 与 ## 是从字符串左侧开始，
# % 与 %% 是从右侧开始。
echo
exit 0
```
样例 10-11. 更改文件扩展名：
```bash
#!/bin/bash
# rfe.sh: 更改文件扩展名。
#
# rfe old_extension new_extension
#
# 如：
# 将当前目录下所有 *.gif 文件重命名为 *.jpg，
# rfe gif jpg
E_BADARGS=65
case $# in
0|1) # 竖线 | 在这里表示逻辑或关系。
echo "Usage: `basename $0` old_file_suffix new_file_suffix"
exit $E_BADARGS # 如果只有0个或1个参数，那么退出脚本。
;;
esac
for filename in *.$1
# 遍历以第一个参数作为后缀名的文件列表。
do
mv $filename ${filename%$1}$2
# 删除文件后缀名，增加第二个参数作为后缀名。
done
exit 0
```
### 变量扩展 / 替换子串
下面这些结构采用自 ksh。
#### `${var:pos}`
扩展为从偏移量 pos 处截取的变量 var。
#### `${var:pos:len}`
扩展为从偏移量 pos 处截取变量 var 最大长度为 len 的字符串。
#### `${var/Pattern/Replacement}`
替换 var 中第一个匹配到的 Pattern 为 Replacement。
如果 Replacement 被省略，那么匹配到的第一个 Pattern 将被替换为空，即删除。
#### `${var//Pattern/Replacement}`
全局替换。替换 var 中所有匹配到的 Pattern 为 Replacement。
跟上面一样，如果 Replacement 被省略，那么匹配到的所有 Pattern 将被替换为空，即删除。
样例 10-12. 使用模式匹配解析任意字符串
```bash
#!/bin/bash
var1=abcd-1234-defg
echo "var1 = $var1"
t=${var1#*-*}
echo "var1 (with everything, up to and including first - stripped out) = $t"
# t=${var1#*-} 效果相同，
#+ 因为 # 只匹配最短的字符串，
#+ 并且 * 可以任意匹配，其中也包括空字符串。
# （感谢 Stephane Chazelas 指出这一点。）
t=${var##*-*}
echo "If var1 contains a \"-\", returns empty string... var1 = $t"
t=${var1%*-*}
echo "var1 (with everything from the last - on stripped out) = $t"
echo
# -------------------------------------------
path_name=/home/bozo/ideas/thoughts/for.today
# -------------------------------------------
echo "path_name = $path_name"
t=${path_name##/*/}
echo "path_name, stripped of prefixes = $t"
# 在这里与 t=`basename $path_name` 效果相同。
# t=${path_name%/}; t=${t##*/} 是更加通用的方法，
#+ 但有时仍旧也会出现问题。
# 如果 $path_name 以换行结束，那么 `basename $path_name` 将会失效，
#+ 但是上面这种表达式却可以。
# （感谢 S.C.）
t=${path_name%/*.*}
# 同 t=`dirname $path_name` 效果相同。
echo "path_name, stripped of suffixes = $t"
# 在一些情况下会失效，比如 "../", "/foo////", # "foo/", "/"。
# 在删除后缀时，尤其是当文件名没有后缀，目录名却有后缀时，
#+ 事情会变的非常复杂。
# （感谢 S.C.）
echo
t=${path_name:11}
echo "$path_name, with first 11 chars stripped off = $t"
t=${path_name:11:5}
echo "$path_name, with first 11 chars stripped off, length 5 = $t"
echo
t=${path_name/bozo/clown}
echo "$path_name with \"bozo\" replaced by \"clown\" = $t"
t=${path_name/today/}
echo "$path_name with \"today\" deleted = $t"
t=${path_name//o/O}
echo "$path_name with all o's capitalized = $t"
t=${path_name//o/}
echo "$path_name with all o's deleted = $t"
exit 0
```
#### `${var/#Pattern/Replacement}`
替换 var 前缀部分匹配到的 Pattern 为 Replacement。
#### `${var/%Pattern/Replacement}`
替换 var 后缀部分匹配到的 Pattern 为 Replacement。
样例 10-13. 在字符串首部或尾部进行模式匹配
```bash
#!/bin/bash
# var-match.sh:
# 演示在字符串首部或尾部进行模式替换。
v0=abc1234zip1234abc # 初始值。
echo "v0 = $v0" # abc1234zip1234abc
echo
# 在字符串首部进行匹配
v1=${v0/#abc/ABCDEF} # abc1234zip123abc
# |-|
echo "v1 = $v1" # ABCDEF1234zip1234abc
# |----|
# 在字符串尾部进行匹配
v2=${v0/%abc/ABCDEF} # abc1234zip123abc
# |-|
echo "v2 = $v2" # abc1234zip1234ABCDEF
# |----|
echo
# --------------------------------------------
# 必须在字符串的最开始或者最末尾的地方进行匹配，
#+ 否则将不会发生替换。
# --------------------------------------------
v3=${v0/#123/000} # 虽然匹配到了，但是不在最开始的地方。
echo "v3 = $v3" # abc1234zip1234abc
# 没有替换。
v4=${v0/%123/000} # 虽然匹配到了，但是不在最末尾的地方。
echo "v4 = $v4" # abc1234zip1234abc
# 没有替换。
exit 0
```
#### `${!varprefix*}, ${!varprefix@}`
匹配先前声明过所有以 varprefix 作为变量名前缀的变量。
```bash
# 这是带 * 或 @ 的间接引用的一种变换形式。
# 在 Bash 2.04 版本中加入了这个特性。
xyz23=whatever
xyz23=
a=${!xyz*} # 扩展为声明变量中以 "xyz"
# ^ ^ ^ + 开头变量名。
echo "a = $a" # a = xyz23 xyz24
a=${!xyz@} # 同上。
echo "a = $a" # a = xyz23 xyz24
echo "---"
abc23=something_else
b=${!abc*}
echo "b = $b" # b = abc23
c=${!b} # 这是我们熟悉的间接引用的形式。
echo $c # something_else
```
[^1]: 如果在非交互的脚本中，`$parameter` 为空，那么程序将会终止，并且返回 [错误码 127](http://tldp.org/LDP/abs/html/exitcodes.html#EXITCODESREF)（意为“找不到命令”）。
- 第一部分 初见shell
- 1. 为什么使用shell编程
- 2. 和Sha-Bang(#!)一起出发
- 2.1 调用一个脚本
- 2.2 牛刀小试
- 第二部分 shell基础
- 3. 特殊字符
- 4. 变量与参数
- 4.1 变量替换
- 4.2 变量赋值
- 4.3 Bash弱类型变量
- 4.4 特殊变量类型
- 5. 引用
- 5.1 引用变量
- 5.2 转义
- 6. 退出与退出状态
- 7. 测试
- 7.1 测试结构
- 7.2 文件测试操作
- 7.3 其他比较操作
- 7.4 嵌套 if/then 条件测试
- 7.5 牛刀小试
- 8. 运算符相关话题
- 8.1 运算符
- 8.2 数字常量
- 8.3 双圆括号结构
- 8.4 运算符优先级
- 第三部分 shell进阶
- 10. 变量处理
- 10.1 字符串处理
- 10.1.1 使用 awk 处理字符串
- 10.1.2 参考资料
- 10.2 参数替换
- 11. 循环与分支
- 11.1 循环
- 11.2 嵌套循环
- 11.3 循环控制
- 11.4 测试与分支
- 12. 命令替换
- 13. 算术扩展
- 14. 休息时间
- 第五部分 进阶话题
- 19. 嵌入文档
- 20. I/O 重定向
- 20.1 使用 exec
- 20.2 重定向代码块
- 20.3 应用程序
- 22. 限制模式的Shell
- 23. 进程替换
- 26. 列表结构
- 25. 别名