" "( 双引号) 与 ' '( 单引号) 差在哪?-- Shell十三问<第四问>

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 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 输入的每一个文字,对 shell来说,是有类别之分的呢?

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

  • literal(文字) :也就是普通纯文字,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字符。

Literal 没甚么好谈的,凡是 abcd、123456 这些"文字"都是 literal ... (easy?)

但 meta 却常使我们困惑..... (confused?)

事实上,前两章我们在 command line 中已碰到两个机乎每次都会碰到的 meta :

  • IFS :由 或 或 三者之一组成(我们常用 space )。
  • CR :由 产生。
  • IFS 是用来拆解 command line 的每一个词(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 命令就会跑的原因。

常用mate(特殊字符)

除了 IFS 与 CR ,常用的 meta 还有:
= : 设定变量。
$ : 作变量或运算替换(请不要与 shell prompt 搞混了)。
> :重导向 stdout。
< :重导向 stdin。
| :命令管线。
& :重导向 file descriptor ,或将命令置于背境执行。
( ):将其内的命令置于 nested subshell 执行,或用于运算或命令替换。
{ }:将其内的命令置于 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。
&& :在前一个命令结束时,若返回值为 true,继续执行下一个命令。
|| :在前一个命令结束时,若返回值为 false,继续执行下一个命令。
! :执行 history 列表中的命令
....

假如我们需要在 command line 中将这些保留字符的功能关闭的话,就需要 quoting(引用) 处理

了。

在 bash 中,常用的 quoting 有如下三种方法:

  • hard quote : ' ' (单引号),凡在 hard quote 中的所有 meta 均被关闭。

  • soft quote : " " (双引号),在 soft quoe 中大部份 meta 都会被关闭,但某些则保留(如 $ )。(注二)

  • escape : \ (反斜线),只有紧接在 escape (跳脱字符)之后的单一 meta 才被关闭。

    ( 注二: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,或透过实作来发现及理解。)

测试例子

下面的例子将有助于我们对 quoting(引用) 的了解:

$ A=B C   # 空格键未被关掉,作为 IFS 处理。
$ C: command not found.
$ echo $A $ A="B C" # 空格键已被关掉,仅作为空格键处理。
$ echo $A
B C

在第一次设定 A 变量时,由于空格键没被关闭,command line 将被解读为:

  • A=B 然后碰到,再执行 C 命令

    在第二次设定 A 变量时,由于空格键被置于 soft quote 中,因此被关闭,不再作为 IFS :
  • A=BC

    事实上,空格键无论在 soft quote 还是在 hard quote 中,均会被关闭。Enter 键亦然:
$ A='B
> C
> '
$ echo "$A"
B
C

在上例中,由于 被置于 hard quote 当中,因此不再作为 CR 字符来处理。

这里的 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 并不在 hard quote 里面,因此并没被关闭,此时,

command line 碰到 CR 字符,于是结束、交给 shell 来处理。

上例的 要是被置于 soft quote 中的话, CR 也会同样被关闭:

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

然而,由于 echo $A 时的变量没至于 soft quote 中,因此当变量替换完成后并作命令行重组时, 会被解释为 IFS ,而不是解释为 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,第一个 跟第二个 均被 escape 字符关闭了,因此也不作为 CR 来处理,但第三个 由于没被跳脱,因此作为 CR 结束 command line 。但由于 键本身在 shell meta 中的特殊性,在 \ 跳脱后面,仅仅取消其 CR 功能,而不会保留其 IFS 功能。

您或许发现光是一个 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
...

至于甚么时候会解释为甚么字符,这个我就没去深挖了,或是留给大家自行慢慢摸索。

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

$ 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 的变量值输出到荧幕,也就得到 "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,并不会用来作变量替换处理,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?
$ 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'

答案:

一个单引号作为hard quote引用,并没有将其中的双引号和$字符识别成mate,而是识别成字符了。
两个单引号一起嵌套使用,作用会变成soft qoute引用,这样引用的变量就会变成实际的参数了。
三个单引号其实就又变成hard qoute引用了,和第一个效果是一样的。
一个双引号和多个双引号都会起到soft qoute作用,都会引用到变量值。

扩展awk引用“”

我发现有很多初学者的问题,都与 quoting(引用)理解的有关。

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 { } 是将其内一系列 command line 置于不具名的函式中执行(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 中并没关闭,那 shell 就将 {print $0} 视为 command block ,但同时又没有" ; "符号作命令区隔,因此就出现 awk 的语法错误结果。

要解决之,可用 hard quote :

$ awk '{print $0}' 1.txt

上面的 hard quote 应好理解,就是将原本的 {、、$(注三)、} 这几个 shell meta 关闭,避免掉在 shell中遭到处理,而完整的成为 awk 参数中的 command meta 。

( 注三:而其中的 $0 是 awk 内建的 field number ,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,再来理解 soft quote 与 escape 就不难:

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

然而,若你要改变 awk 的 $0 的 0 值是从另一个 shell 变量读进呢?

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 quoe 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!),经过本章学习,我想,应该可以解释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 # 注:"$A" 包在 soft quote 中

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