Shell---meta,quoting,escape

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 才会以行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议，注一)，command line 的每一个 charactor ，分为如下两种：

• literal：也就是普通纯文字，对 shell 来说没特殊功能。
• meta：對 shell 來說，具有特定功能的特殊保留字元。

我們在 command line 中碰到两个机乎每次都会碰到的 meta :
IFS：由 <space> 或 <tab> 或 <enter> 三者之一組成(我們常用 space )。
CR：由 <enter> 產生。

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 <enter> 命令就会跑的原因。
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 中将这些保留字元的功能关闭的话，就需要 quoting 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。 )

下面的例子将有助于我们对 quoting 的了解：

$ A=B C # 空白键未被关掉，作为 IFS 处理。
$ echo $A
$ C: command not found.

$ A="B C" # 空白键已被关掉，仅作为空白键处理。
$ echo $A
B C

在第一次设定 A 变量时，由于空白键没被关闭，command line 将被解读为：A=B 然后碰到<IFS>，再执行 C 命令。在第二次设定 A 变量时，由于空白键被置于 soft quote 中，因此被关闭，不再作为 IFS ：A=B<space>C。

事实上，空白键无论在 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 <enter> 被置于 hard quote 当中，因此不再作为 CR 字符来处理。这裡的 <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 裡面，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 <enter> 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，<enter> 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 <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> 由于没被跳脱，因此作为 CR 结束 command line 。但由于<enter> 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 <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

...

至于甚麽时候会解释为甚麽字符，这个我就没去深挖了，或是留给读者诸
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 $ 来作说明：

$ 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'

(提示：单引号及双引号，在 quoting 中均被关了。)

在 CU 的 shell 版里，我发现有很多初学者的问题，都与 quoting 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 {、<space>;、(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}' 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     # 注："$A" 包在 soft quote 中

或许，你能举出更多的方案呢.... ^_

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