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第六章：Shell 语法

简单的命令与管道

一个简单的命令是一个由空格分开的单词组成的可选的参数赋值序列，且在其中可以使用重定向。有关参数位置的描述，请参见 %% 一节的开头。

第一个单词是要执行的命令，其余的单词（如果有）则是该命令的参数。如果给出了命令名称，则在执行命令时，对参数的赋值会改变命令的环境。一个简单命令的值是其返回值，若命令被信号终止，则是128 加上信号编号。例如： 

echo foo
是一个带有参数的简单命令。

管道既可以是简单命令，也可以是两个或多个简单命令的序列，其中每个命令之间用 | 或 |＆ 分隔。如果命令之间用 | 分隔，则第一个命令的标准输出将连接到下一个命令的标准输入。 |＆ 是 2>＆1 | 的简写，它将命令的标准输出和标准错误连接到下一个的标准输入。除非管道前面加有 !，管道的值就是最后一条命令的返回值。如果有 !，管道的值就是是最后一条命令的返回值的逻辑反。例如， 

echo foo | sed 's/foo/bar/'
是管道，第一个命令的输出（foo 加一个换行符）将传递给第二个命令的输入。

如果管道前面带有 coproc，则将其作为协进程（coprocess）执行并在它和父 shell 之间建立了一条双向管道。父 shell 可以通过 >＆p 和 <＆p 重定向操作符或通过 print -p 和 read -p 来读取或写入协进程。管道之前不能同时带有 coproc 和 !。如果启用了作业管理，则可以将协进程视为输入和输出，而不是普通的后台作业。

子列表可以是单个管道，也可以是由 && 或 || 分隔的两个或多个管道的序列。如果两个管道用 && 分隔，则仅当第一个管道成功（返回零状态）时才执行第二个管道。如果两个管道用 || 分隔，则仅当第一个失败（返回非零状态）时才执行第二个管道。两个运算符具有相同的优先级，并且是左结合的。子列表的值是最后执行的管道的值。例如， 

dmesg | grep panic && print yes
是一个由两个管道组成的子列表，第二个管道只是一个简单命令，仅当 grep 命令返回零状态时才会执行。若返回值不为零，则子列表的返回值为第一个的返回值，否则则为 print 的返回值（几乎肯定为零）。

列表是由以 ;、＆、＆|、＆! 或换行符结尾的零个或多个子列表的序列。若列表作为出现在圆括号或花括号之间的复杂命令，最后一个子列表的终止符可以省略。当子列表以分号或换行符终止时，shell 将在执行下一个子列表之前等待其完成。如果子列表以 ＆，＆| 或 ＆! 终止，则 shell 将在后台执行它的最后一个管道，并且不等待其完成（请注意 zsh 与其他 shell 的区别在于 zsh 会在后台执行整个子列表）。在这种情况下，后台管道返回零状态。

更一般地，列表可以看作是任何 shell 命令的集合，且包含以下复杂命令。请注意下文中出现“列表”一词时，都隐含这一种情况。例如，shell 函数中的命令形成了一种特殊的列表。

前置命令修饰符

一个简单命令之前可能会带有前置命令修饰符，该修饰符将会更改命令的解释方式。这些修饰符是 shell 内置命令，但 nocorrect 除外，后者是保留字。

-
该命令按照 argv[0] 字符串前面的追加一个 - 执行。
builtin
这个命令被视为内建命令执行，而不是通常的会考虑 shell 函数和外部命令。
command [ -pvV ]
这个命令被视为外部命令执行，而不会考虑 shell 函数或者内建命令。如果设置了 POSIX_BUILTINS 选项，内建命令也会被考虑执行，但是某些特性会被抑制。-p 选项可以指示默认的搜索路径，以取代 $path 数组。使用 -v 选项的话，command 的行为类似于 whence；使用 -V 选项，效果等同于 whence -v。
exec [ -cl ] [ -a argv0 ]
以下命令以及所有参数将代替当前进程运行，而不是作为子进程运行。shell 不 fork 而被更换。该 shell 不调用 TRAPEXIT，也不加载（source）zlogout。提供这些选项是为了与其他 shell 兼容。
译注：即和 POSIX syscall `exec()` 的表现相似。
-c 选项会清理环境。
-l 选项效果与 - 前置命令修饰符类似，将替代运行的命令作为登录 shell (login shell) 对待，并在其 argv[0] 前附加 -。该选项与 -a 选项一同使用无效。
-a 选项用于显式指定替换命令要使用的 argv[0] 字符串（命令所看到的自身的名称），并且直接等效于设置 ARGV0 环境变量。
nocorrect
不会对任何单词进行拼写修正。它必须出现在任何其他前置命令修饰符之前，因为它会在任何解析之前立即被解释。在非交互式（non-interactive） shell 中无效。
noglob
不会对任何单词执行文件名生成（globbing）。

Complex Commands 复杂命令

zsh 中的复杂命令是以下之一：

if list then list [ elif list then list ] ... [ else list ] fi
执行 if 后的列表，如果返回值为零，则执行 then 后的列表。否则，将执行 elif 后的列表，并且如果 elif 后的列表返回值为零，则执行 then 后的列表。如果每个 elif 后的列表都返回非零值，else 后的列表将被执行。
for name ... [ in word ... ] term do list done
展开单词列表，然后依次将每个单词设置参数 name ，每次执行列表。如果省略了 in word，请使用位置参数代替单词。
term 包含一个或多个换行符或分号作为终止符，并且在省略 in word 时是可选的。
单词列表之前可以出现多个参数 name。如果给出了 N 个参数，则在每次执行循环时，会将下 N 个字分配给相应的参数。如果参数多于其余单词，则将其余参数分别设置为空字符串。当没有剩余的单词分配给名字时，循环的执行结束。in 只能作为参数列表中的第一个 name 出现，否则将被视为标记参数列表的结尾。
for (( [expr1] ; [expr2] ; [expr3] )) do list done
首先对算术表达式 expr1 求值（请参阅 %%）。反复对算术表达式 expr2 求值，直到其求值为零，并且当算术表达式 expr2 不为零时，执行 list 并求值算术表达式 expr3。如果省略任何表达式，则其行为就像它的值为 1。
while list do list done
只要 while 后的列表返回值为零，就一直执行 do 后的列表。
until list do list done
只要 until 后的列表返回值为非零，就一直执行 do 后的列表。
repeat word do list done
扩展 word 并将其视为算术表达式，该表达式的计算结果必须为数字 n。然后执行 n 次列表。
当 zsh 在模拟另一个 shell 的模式下启动时，默认情况下将禁用重复语法。可以使用命令 enable -r repeat 启用它。
case word in [ [(] pattern [ | pattern ] ... ) list (;;|;&|;|) ] ... esac
执行与第一个与 word 匹配的 pattern 相关联的列表（如果有）。pattern 的形式与用于 glob 的形式相同。请参阅 %%。
还需要注意的是，尽管括号和竖线周围可能会出现空白，并且在这些点处将从图案中去除空白，除非设置了 SH_GLOB 选项，带有替代选项(|)的整个 pattern 被 shell 视为等同于括号内的一组 pattern。
空白可能会出现在图案的其他地方；这不会被去除。如果设置了 SH_GLOB 选项，则可以将开括号清楚地视为语法的一部分，该表达式将解析为单独的词，并将它们视为严格的替代词（与其他shell一样）。 如果执行的列表以 ;＆ 而不是 ;; 终止，则还将执行下面的列表。除非到达esac，否则服从列表的终止符规则 ;;、;＆或 ;| 适用。
如果执行的列表以 ;| 终止，shell 继续扫描 pattern 以寻找下一个匹配项，执行相应的列表，并将规则应用于相应的终止符 ;;、;＆ 或 ;|。请注意，word 不会重新展开；所有适用的 pattern 均使用相同的 word 进行测试。
select name [ in word ... term ] do list done
其中term是一个或多个换行符或 ; 来终止。打印一组单词，每个单词后面都有一个数字。如果省略 in，请使用位置参数。如果 shell 是交互式（interactive）的且处于活动状态，或者是标准输入，则将打印 PROMPT3 提示符，并从行编辑器中读取一行。如果此行由列出的单词之一的数字组成，则将参数 name 设置为与该数字相对应的单词。如果该行为空，则再次打印选择列表。否则，参数名称的值将设置为 null。从标准输入读取的行的内容保存在参数 REPLY 中。对每个选择执行列表，直到遇到中断或文件结束。
( list )
在子 shell (subshell)中执行列表。内置 trap 设置的 trap 在执行列表时会重置为其默认值。
{ list }
执行列表
{ try-list } always { always-list }
首先执行 try-list 。不管错误，还是 try-list 中遇到的中断或继续命令，都执行 always-list。然后，从 try-list 的执行结果继续执行；否则，将继续执行。换句话说，任何错误，中断或继续命令都将以正常方式处理，就像 alwayslist 不存在一样。这两个代码块分别称为“try block”和“always block”。
可选的换行符或分号可能会出现在 always 后面；但是请注意，它们可能不会出现在前面的右大括号和 always 之间。
在这种情况下，“错误”是指诸如语法错误之类的情况，它会导致 shell 中止当前函数，脚本或列表的执行。Shell 解析代码时遇到语法错误，always-list 将不会被执行。例如，错误构造的 try-list 中的 if 块会导致 shell 在解析过程中中止，从而将不会执行 always-list ，而诸如 ${*foo*} 之类的错误替换会导致运行时错误，之后将执行 always-list。
可以使用特殊的整数变量 TRY_BLOCK_ERROR 测试并重置错误条件。在 always-list 之外，该值无关紧要，但将其初始化为 -1。在 always-list 内，如果 try-list 中发生错误，则值为 1，否则为 0。如果在 always-list 期间将 TRY_BLOCK_ERROR 设置为 0，则将重置由 try-list 引起的错误条件，并在 always-list 之后继续执行 shell。在 try-list 期间更改值没有用（除非这构成封闭的 always block 的一部分）。
无论 TRY_BLOCK_ERROR 如何，always-list 末尾调用 $? 是从 try-list 返回的值。即使发生错误，即使 TRY_BLOCK_ERROR 设置为零，该值也不为零。
下面的代码执行给定的代码，而忽略其引起的任何错误。这是通过在子 shell 中执行代码来保护代码的常规约定的替代方法。 
{
    # 可能导致错误的代码
} always {
    # 不管错误如何，都将执行此代码。
    (( TRY_BLOCK_ERROR = 0 ))
}
# 错误条件已被重置。
当 try block 出现在任何函数之外时，try-list 中遇到的返回或退出不会导致 always-list 的执行。相反，在执行任何 EXIT trap 后，shell 会立即退出。否则，在 try-list 中遇到的 return 命令将导致 always-list 的执行，就像中断和继续一样。
function word ... [ () ] [ term ] { list }
word ... () [ term ] { list }
word ... () [ term ] command
其中term是一个或多个换行符或 ;。定义一个单词可以引用的函数。通常，只提供一个单词；多个单词仅对设置 trap 有用。函数的主体是 { 和 } 之间的列表。请参阅 %%。
如果将选项 SH_GLOB 设置为与其他 shell 兼容，则当一个 word 时，左右括号之间可能会出现空格；否则，在这种情况下，括号将被视为形成 globbing pattern。
在上述任何形式中，重定向都可能出现在函数主体外部，例如： 
func() { ... } 2>&1
重定向与函数一起存储，并在执行函数时应用。重定向中的所有变量都会在执行函数时扩展，但会超出函数范围。
time [ pipeline ]
执行管道，并以TIMEFMT参数指定的形式在标准错误报告时序统计信息。如果省略管道，则打印有关 shell 进程及其子进程的统计信息。
[[ exp ]]
计算条件表达式 exp，如果为 true ，则返回零。有关 exp 的描述，请参见 %%。

复杂命令的替代形式

zsh 的许多复杂命令都有其他形式。这些是非标准的，即使是对经验丰富的 shell 程序员来说也可能不明显。在不应该考虑 shell 代码可移植性的任何地方都不应使用它们。

仅当子列表的格式为 { list } 或设置了 SHORT_LOOPS 选项时，以下简短版本才有效。对于 if、while 和 until 命令，在这两种情况下，循环的测试部分也都必须适当地定界，例如用 [[... ...]] 或 (( ... )) ，否则测试结束将不被认可。对于 for、repeat、case 和 select 命令，不需要为参数使用这种特殊形式，但是其他条件（子列表的特殊形式或使用 SHORT_LOOPS 选项）仍然适用。

if list { list } [ elif list { list } ] ... [ else { list } ]
if的替代形式。上述规则意味着 
if [[ -o ignorebraces ]] {
  print yes
}
可以工作，但 
if true {  # 不起作用！
  print yes
}
并不会 ，因为测试没有适当划分界限。
if list sublist
替代 if 的简短形式。列表形式的限制与前一形式相同。
for name ... ( word ... )sublist
for 的简短形式。
for name ... [ in word ... ] term sublist
其中 term 是至少一个换行符或 ;。 for 的另一种简短形式。
for (( [expr1] ; [expr2] ; [expr3] )) sublist
命令算术的缩写。
foreach name ... ( word ... ) list end
for 的另一种形式。
while list { list }
while 的另一种形式。注意上面提到的列表形式的限制。
until list { list }
until 的另一种形式。注意上面提到的列表形式的限制。
repeat word sublist
这是重复的简短形式。
case word { [ [(] pattern [ | pattern ] ... ) list (;;|;&|;|) ] ... }
case 的另一种形式。
select name [ in word ... term ] sublist
其中 term 是至少一个换行符或 ;。select 的简短形式。
function word ... [ () ] [ term ] sublist
这是函数的简短形式。

保留字

下列单词用作命令的第一个单词时，将被视为保留单词，除非引用起来或者使用 disable -r 对其进行了禁用：

do done esac then elif else fi for case if while function repeat time until select coproc nocorrect foreach end ! [[ { } declare export float integer local readonly typeset

此外，如果未设置 IGNORE_BRACES 选项或 IGNORE_CLOSE_BRACES 选项，则在任何位置都可以识别 }。

错误

Shell 会把一些错误认定为严重错误：在交互 Shell 中，这会导致控制返回命令行，在非交互 Shell 中则会导致 Shell 终止。旧版 Zsh 里，运行脚本的非交互 Shell 此时不会完全停止运行，但会在从脚本会读取的下一个命令处继续执行，跳过任何函数的剩余部分或如循环、条件等的 Shell 成分。这个有点反逻辑的行为可以通过选项 CONTINUE_ON_ERROR 恢复。

非交互 Shell 的严重错误包括：

  • 执行 Shell 时传入的 Shell 参数解析失败
  • 用 set 内建命令改变选项失败
  • 各种解析错误，包括解析数学表达式的失败
  • 用 typeset，local，declare，export，integer，float 设定或改变变量行为失败
  • 位于不正确位置的循环控制结构（continue，break）的执行
  • 无正则模块时尝试使用正则
  • RESTRICTED 选项设置时的不允许的操作
  • 管线创建时需要的 pipe 创建失败
  • Multiio 创建失败
  • 声明的 Shell 机能所需的模块自装载失败
  • 创建命令或进程替换失败
  • Glob 界定符的语法错误
  • 未被 BAD_PATTERN 选项捕获的文件名生成错误
  • Case 语句中用于匹配的所有错误模式
  • 不是因为 NO_MATCH 或类似选项导致的文件名生成失败
  • 用于创建 Multiio 的模式中的所有文件名生成错误
  • Shell 检测到的所有内存错误
  • Shell 变量不可用的下标
  • 对只读变量的赋值尝试
  • 与变量有关的逻辑错误，如赋值类型有误
  • 使用不可用的变量名
  • 变量替换语法中的错误
  • $'' 表达式中字符转换的失败

如果设定选项 POSIX_BUILTINS，更多与 Shell 内建命令相关的错误会被认定为严重错误，就如 POSIX 标准规定的那样。

注释

非交互 Shell ，或者是设定了选项 INTERACTIVE_COMMENTS 的交互 Shell 中，以 histchar 参数中的第三个字符（默认是‘#’）开头的单词会使那个单词以及其后直至换行的所有字符都被忽略。

别名

Shell 输入中的每个合适的 单词 都会被检查其是否存在为它定义的别名。如果有，则在它位于命令位置时（在它会是一个简单命令的第一个单词时），或在它是全局别名时把它替换为别名的内容。如果替换内容以一个空格结尾，Shell 输入的下一个单词永远会被用于别名展开。别名使用 alias 内建命令定义。全局别名可以通过那个内建命令的 -g 选项定义。

单词 的定义是：

  • 任何普通字符串或 Glob 模式
  • 任何以任何方式引用的字符串（注意这条规则的使用需要引用符号也是别名定义的一部分）
  • 任何参数引用或者命令替换
  • 任何一系列上述内容，且中间无空格或其它单元
  • 任何保留字符（case，do，else 等）
  • 在有全局别名的情况下，任何命令分隔符，任何重定向操作符，以及不是 Glob 模式一部分的 ‘(’ 和 ‘)’

Shell 输入的别名展开在除历史展开的其它展开前应用。因此，如果为单词 foo 设定了别名，引用这个词的一部分可避免别名展开，如 \foo。任何引用形式都可以，尽管也没有任何措施阻止定义像 \foo 这样对引用形式定义的别名。

当设定 POSIX_ALIASES 时，只有普通的未引用的字符串会考虑别名。alias 内建命令不会拒绝不被考虑的别名，但它们不会被展开。

对于补全来说，因为它会移除后面没有特殊字符的反斜杠，所以先用单个引号引用单词可能更方便，例如 'foo 补全时会自动加上尾部的引号。

别名的问题

尽管别名可以像普通 Shell 语法一样使用，不是每个非空白字符都可用作别名。

任何不属于上述定义的单词的一系列字符都不会被认为是单词，因此它不会被尝试按别名展开，无论它是如何被定义的（例如使用 %% 中描述的特殊参数 aliases 定义的。）然而在上述 POSIX_ALIASES 的情况中，Shell 在别名被创建时不会推断该字符串是否属于单词。

例如，命令行中在开头包含 = 的表达式是一个赋值因而不能按别名展开；单独的 = 并非赋值但只能通过参数设定为别名，因为否则 = 被认为是内建命令语法的一部分。

目前还不可以将用于引入算术表达式的 (( 用于别名，因为在整个语句被解析前，它还不能与引入子 Shell 的两个连续的 ( 区别开来。并且如果像 && 这样的分隔符被别名，\&& 会变成两个单元 \& 和 &，每一个都可能被单独别名。\<<、\>| 等同理。

以下代码展示了一个使用别名时常见的问题；

alias echobar='echo bar'; echobar

这会输出找不到命令 echobar 的消息，发生的原因是别名在代码读取时被展开；整行命令被一次性读取因此当执行 echobar 时要展开新定义的别名已经太迟。这种问题通常发生在脚本，函数，以及用 source 或 . 执行的代码中。鉴于此，非交互代码中推荐使用函数而非别名。

引用（Quoting）

字符可以通过在前面加 \ 被 引用（使得它只表示它自身），后面紧随换行的 \ 会被忽略。

包裹在 $' 和 ' 会按照内建命令 print 的方式处理，产生的整个字符串被认为被完全引用，可以用 \' 反转义来引入字面的 ' 字符。

包裹在一对前面没有 $ 的单引号（'）的所有字符都被引用。除非设定选项 RC_QUOTES，否则单引号内不能再出现单引号，此时两个单引号转变为一个单引号。例如，

print ''''

在未设定 RC_QUOTES 选项时除了换行什么都不输出，而设定是输出一个单引号。

在双引号（""）内，参数和命令替换可以发生，并且 \ 可以引用 \，'，"，$，以及 $histchars 的第一个字符（默认是 !）。

最后更新: 2022-08-05 09:07:03