##shell十三问之15: [^ ] 跟[! ]差在哪？ (RE: Regular Expression）
------------------------------------------------------------
### Part-II Regular Expression (正则表达式)
------------------------------------------
接下来的Regular Expression(RE) 可是个大题目，要讲的很多。
我这里当然不可能讲得很全。
只希望能带给大家一个基本的入门概念，就很足够了...
先来考一下英文好了：What is expression?
简单来说，就是"表达"，也就是人们在沟通的时候所要陈述的内容。
然而，生活中，表达方要清楚的将意思描述清楚，
而让接收方完整无误地领会，可不是件容易的事情。
因而才会出现那么多的"误会", 真可叹句"表达不易"啊......
同样的情形也发生在计算机的数据处理过程中，
尤其是当我们在描述一段"文字内容"的时候....
那么，我们不禁要问：
有何方法可以让大家的误会降至最低程度，
而让表达的精确度达到最高程度呢？
答案就是"标准化"了，
也就是我们这里要谈的`Regular Expression`啦...^_^
然而，在进入`RE`介绍之前，不妨先让我们温习一下shell十三问之第4问，
那就是关于quoting的部分。
**关键是要能够区分 shell command line上的meta与literal的这两种不同的字符类型**。
然后，我这里也跟你讲：
**RE 表达式里字符也分meta与literal这两种**。
呵，不知亲爱的读者是否被我搞混乱了呢？... ^_^
这也难怪啦，因为这的确是最容易混淆的地方，
刚学`RE`的朋友很多时候，都死在这里！
因此，请特别小心理解哦...
简单而言，除非你将`RE`写在特定程序使用的脚本里，
否则，我们的`RE`也是通过 command line输入的。
然而，
**不少RE所使用的meta字符，跟shell 的meta字符是冲突的**。
比方说，
**`*`这个字符，在RE里是一个modifier(修饰符);而在command line上，确是wildcard(通配符)**。
那么，我们该如何解决这样的冲突呢？
关键就是看你对shell十三问的第4问中所提的quoting是否足够理解了！
若你明白到
**shell quoting 就是用来在command line上关闭shell meta这一基本原理**，
那你就能很轻松的解决 RE meta与shell meta的冲突问题了：
**用shell quoting 关闭掉shell meta就是了**。
就这么简单... ^_^
再以刚提到`*`字符为例，
若在command line的path中没有quoting处理的话，
如abc\* 就会被作为wildcard expression来扩充及重组了。
若将其置于quoting中，即"abc\*"，则可以避免wildcard expand的处理。
好了，说了大半天，还没有进入正式的RE介绍呢....
大家别急，因为我的教学风格就是要先建立基础，循序渐进的... ^_^
因此, 我这里还要再啰嗦一个观念，才会到RE的说明啦...(哈...别打我...)
当我们在谈到RE时，千万别跟wildcard搞混在一起！
尤其是
```
在command line的位置里，wildcard只作用于argument的path上；
而RE却只用于"字符串处理" 的程序中，这与路径名一点关系也没有。
```
> **Tips:**
> RE 所处理的字符串，通常是指纯文本或通过stdin读进的内容。
okay，够了够了，我已看到一堆人开始出现不耐烦的样子了... ^_^
现在，就让我们登堂入室，揭开RE的神秘面纱吧，
这样可以放过我了吧？ 哈哈...
在RE的表达式里，主要分为两种字符：`literal`与`meta`。
所谓`literal`就是在RE里不具有特殊功能的字符，如abc，123等；
而`meta`,在RE里具有特殊的功能。
要关闭之，需要在`meta`之前使用escape(\)转义字符。
然而，在介绍`meta`之前，先让我们来认识一下字符组合(character set)会更好些。
一、所谓的char set就是将多个连续的字符作为一个集合。
例如：
| char set | 意义
|-------------|----------------------------
| abc | 表示abc三个连续的字符，但彼此独立而非集合。(可简单视为三个char set)|
| (abc) | 表示abc这三个连续字符的集合。(可简单视为一个char set)|
| abc\|xyz | 表示abc或xyz这两个char set之一|
|[abc] | 表示单一字符，可为a或b或c;与wildcard的[abc]原理相同，称之为字符类。|
|[^abc] |表示单一字符，不为a或b或c即可。(与wildcard [!abc]原理相同)|
| . | 表示任意单个字符，(与wildcard的?原理相同)|
note: abc|xyz 表示abc或xyz这两个char set之一
在认识了RE的char set这个概念之后，然后，在让我们多认识几个RE中常见的meta字符：
二、 锚点(anchor): 用以标识RE在句子中的位置所在。
常见的有：
|锚点 | 说明|
|-------|-------|
| ^ | 表示句首。如，^abc表示以abc开头的句子。|
| $ | 表示句尾。如，abc$表示以abc结尾的句子。|
| \\< | 表示词首。如，\\<abc表示以abc开头的词。|
| \\> | 表示词尾。如，abc\\>表示以abc结尾的词。|
三、 修饰符(modifier)：独立表示时本身不具意义，专门用以修饰前一个char set出现的次数。
常见的有：
| modifier | 说明|
|------------|-----------------------------------
| * | 表示前一个char set出现0次或多次，即任意次。如ab*c表示a与c之间可以有0个或多个b。|
| ? | 表示前一个char set出现0次或1次，即至多出现1次。如ab?c 表示a与c之间可以有0个或1个b。|
| + | 表示前一个char set出现1次或多次，即至少出现1次。如ab+c 表示a与c之间可以有1个或多个b。|
| {n} | 表示前一个char set出现n次。如ab{n}c 表示a与c之间可以有n个b。|
| {n, } | 表示前一个char set至少出现n次。如ab{n}c 表示a与c之间至少有n个b。|
| {n, m} | 表示前一个char set至少出现n次，至多出现m次。如ab{n，m}c 表示a与c之间至少有n个b，至多有m个b。|
然而，当我们在识别modifier时，却很容易忽略"边界(boundary)字符"的重要性。
以`ab{3,5}c`为例，这里的a与c就是边界字符了。
若没有边界字符的帮忙，我们很容易做出错误的解读。
比方说: 我们用`ab{3,5}`这个RE（少了c这个边界字符)
可以抓到"abbbbbbbbbb"(a后面有10个b)的字符串吗？
从刚才的modifier的说明，我们一般认为，我们要的b是3到5个，
若超出了此范围，就不是我们所要表达的。
因此，我们或许会很轻率地认为这个RE抓不到结果（上述"abbbbbbbbbb"字符串）。
然而，答案却是可以的！为什么呢？
让我们重新解读`ab{3,5}`这个RE看看：
我们要表达的是a后接3到5个b即可，但3到5个b后面，我们却没有规定什么，
因此，在RE后面可以是任意的字符串，当然包括b也可以啦！(明白了吗？)
同样，我们用`b{3,5}c`也同样可以抓到"abbbbbbbbbbc"
这样的字符串。
但当我们用`ab{3,5}c`这样的RE时，
由于同时有a与c这连个边界字符，就截然不同了！
有空在思考一下，为何我们用下面这些RE都抓到abc这样的字符串呢？
```
x*
ax*, abx*, ax*b
abcx*, abx*c, ax*bc
bx*c, bcx*, x*bc
```
但, 若我们在这些RE前后分别加`^`与`$`这样的anchor，那又如何呢？
刚学RE时，只要能掌握上面这些基本的meta的大概就可以入门了。
一如前述，RE是一种规范化的文字表达式，
主要用于某些文字处理工具之间，如：
grep， perl， vi，awk，sed，等等，
常用于表示一段连续的字符串，查找和替换。
然而每种工具对RE表达式的具体解读或有一些细微差别，
不过节本原理还是一致的。
只要掌握RE的基本原理，那就一理通百理了，
只是在实践时，稍加变通即可。
比方以grep来说，
在Linux上，你可以找到grep，egrep，fgrep这些程序，
其差异大致如下：
grep： 传统的grep程序，在没有任何选项(options)的情况下，只输出符合RE字串的句子，
其常见的选项如下：
| 选项 (option)| 用途|
| -----|----------------------------
| -v | 反模式， 只输出“不含”RE的字符串的行。|
| -r | 递归模式，可同时处理所有层级的子目录里的文件|
| -q | 静默模式，不输出任何结果(stderr 除外，常用于获取return value，符合为true，否则，为false.|
| -i | 忽略大小写|
| -w | 整词匹配，类似 \<RE\>|
| -n | 同时输出行号|
| -l | 输出匹配RE的文件名|
| -o | 只输出匹配RE的字符串。(gnu新版独有，不见得所有版本支持)|
| -E | 切换为egrep|
egrep：为grep的扩充版本，改良了许多传统grep不能或者不便的操作，
- grep下不支持`?`与`+`这两种meta，但egrep支持；
- grep 不支持`a|b`或（`abc|xyz`）这类“或一”的匹配，但egrep支持；
- grep 在处理`{n,m}`时，需要\\{ 与 \\}处理，但egrep不需。
等诸如此类的。我个人建议能用egrep就不用grep啦...^_^
fgrep: 不作RE处理，表达式仅作一般的字符串处理，所有的meta均市区功能。
好了，关于RE的入门，我们暂时就介绍到这里。
虽然有点乱，且有些观念也不恨精确，
不过，姑且算是对大家的一个交差吧...^_^
若这两天有时间的话，我在举些范例来分析一下，以帮助大家更好的理解。
假如更有可能的话，也顺道为大家介绍一下sed这个工具。
---------------------------------------
### Part-III eval
---------------------------------------
讲到command line的重组特性，
真的需要我们好好的加以解释的。
如此便能抽丝剥茧的一层层的将整个command line分析的
一清二楚，而不至于含糊。
假如这个重组的特性理解了，那我们介绍一个好玩的命令：`eval`.
我们在变量替换的过程中，常会碰到所谓的复式变量的问题：
如：
```shell
a=1
A1=abc
```
我们都知道`echo $A1`就可以得到abc的结果。
然而，我们能否用$A$a来取代$A1，而同一样替换为abc呢？
这个问题我们可用很轻松的用`eval`来解决：
```shell
eval echo \$A$a
```
说穿了，`eval` 只不过是在命令行完成替换重组后，
在来一次替换重组罢了...
就是这么简单啦～～～ ^_^
