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变量进阶

在基础篇中我们掌握了如何定义一个变量，以及如何引用他们，而关于变量还有更多的门门道道，有很多知识是我们在日常工作中必不可少的，下面跟着老司机的节奏操练起来。bash中有一类变量是预先就存在的或者是被保留的，姑且把这类变量统称为内置变量，内置变量主要包括环境变量，位置变量和其他特殊变量等，下面我们逐一研究。

环境变量

环境变量用于控制/显示进程的运行环境，改变环境状态，环境变量分全局和局部，全局变量在任何地方都能生效，局部变量只在其运行进程中生效。可以使用printenv命令查看当前生效的环境变量，要增加/修改全局环境变量通常可以在/etc/profile.d目录中通过单独的文件定义，修改用户的局部变量可以在home目录下.bash_profile和.bashrc中操作，这些文件的具体差别和加载时机可以参考bashrc与profile加载顺序 。

常见的环境变量有$PATH $USER $UID $HOSTNAME $LANG 等。

位置变量

或者叫位置参数，用来在命令行或脚本中向执行的命令/函数传递参数。例如$0代表被执行的脚本名，如果是软连接则为软链接的文件名而非实际文件名，$1代表第一个位置传递的参数，以此类推。下面看示例：

#!/bin/bash
proc=$(basename $0)
if [[ $proc = abc ]]; then
    echo "$1$2$3$4$5"
elif [[ $proc = cba ]]; then
    echo "$5$4$3$2$1"
fi

执行时通过位置传递参数：

pos

从输出中我们可以直观的感受到位置参数的使用，相同的脚本软链接到另外一个名字，通过区分$0的变化来执行不同的内容。

特殊变量

bash中还有一些特殊的变量，常用的特殊变量见下表：

变量含义说明
$?返回值最后一个命令的返回值,0表示正常退出
$#参数个数获取传入脚本或函数的位置参数个数
$*全部位置参数"$*"为所有参数的整体不能被展开
$@全部位置参数"$@"为所有参数可以被展开
$!后台进程pid获取最后一个后台进程的pid
$$当前进程pid获取当前进程的pid
$PPID父进程pid获取当前进程的父进程pid
$RANDOM随机数字输出一个随机数
$FUNCNAME函数名输出当前函数的名称
$LINENO行号输出当前所在行的行号
$PIPESTATUS[n]管道返回值输出管道连接的第n+1个命令的返回值

变量默认值

有时候一个变量是通过其他参数赋值，当不能被赋值的时候想要设置一个默认值，例如：

var1="default"
[[ -n $1 ]] && var1="$1"

可以简化成下面这样：

var1=${1:-"default"}

另外一种情况是变量可能是在另外一个地方被赋值，当没有被赋值的时候需要给这变量设置默认值，例如：

[[ -n $var2 ]] || var2="default"

可以简化成下面这样：

var2=${var2:-default}
# 或者
: ${var2:=default}

这里需要注意k=${v:-x} 和 k=${v:=x} 两种写法的区别，前者赋值k的同时变量v的值不变，后者赋值k的同时如果变量v为空也会被赋值。

还有一种情况是需要实现当变量不存在时，就输出异常信息，不再继续执行，例如：

[[ -n $var3 ]] || {
    echo "var3 not defined" >&2
    return 1
}
echo $var3

对应的可以写成：

echo ${var3:?var3 not defined}

变量长度

要获取一个变量值的长度，可以这样：

var1="012345"
echo ${#var1}
# 如果是数组，获取数组元素个数需要写成：
echo ${#var1[@]}
# 获取位置参数个数
echo ${#@}

字符串截取

假如有一个字符串，需要按位置截取其部分内容，在bash中操作方法如下：

var=abcde
# 从指定位置开始，到后面的全部，位置下标从0开始计数
echo ${var:2}  #cde
# 从指定位置开始，到后面取指定个数的字符
echo ${var:2:2} #cd
# 从结尾开始往前取指定个数的字符
echo ${var:(-2)}  #de

变量替换

bash内置了一些对于变量的操作可以方便我们对字符串进行简单加工处理。

大小写转换

var=aBcD
# 大小写互换
echo ${var~~} #AbCd
# 全部大写
echo ${var^^} #ABCD
echo ${var,,} #abcd

从开头删除匹配

# ${var#Pattern}, ${var##Pattern}
# 从变量开头删除最短或最长匹配 Pattern 的子串，注意是从第一个字符就开始匹配，不是从左往右搜索，例如：
var=abc123abc456.avi
echo ${var#123} #abc123abc456.avi ，然并卵，开头不是123
echo ${var#abc} #123abc456.avi ，开头的abc被拿掉
echo ${var##abc} #还是123abc456.avi ，abc最长匹配并不是往右边搜索全部abc的意思
echo ${var##a*c} #456.avi ，利用*号匹配任意字符
echo ${var##*.} #avi， 从开头最长匹配任意字符和一个点，剩下拓展名

从结尾删除匹配

# ${var%Pattern}, ${var%%Pattern}
# 从变量结尾删除最短或最长匹配 Pattern 的子串，注意是结尾第一个字符就开始匹配，不是从右往左搜索，例如：
var=abc123abc456.avi
echo ${var%c*.avi} #abc123ab
echo ${var%%c*.avi} #ab

替换匹配

# ${var/Pattern/Replacement}, ${var//Pattern/Replacement}
# 替换第一个匹配或者全部匹配，省略Replacement则匹配将被替换为空，例如：
var=abcabcavi.avi
echo ${var/abc/yes} #yesabcavi.avi
echo ${var//abc/yes} #yesyesavi.avi
# 也支持匹配头和尾，#Pattern表示只匹配开头，%Pattern表示只匹配结尾，例如：
echo ${var/avi/doc} #abcabcdoc.avi ，没有指定结尾，第一个匹配被替换
echo ${var/%avi/doc} #abcabcavi.doc ，只匹配结尾，则结尾的匹配被替换

### 间接引用
```bash
var1=123
var2=var1
echo ${var2}  #var1
echo ${!var2} #123
# ${!prefix*} 或 ${!prefix@} 匹配prefix开头的所有变量名
echo ${!var*} # var1 var2