shell 十三問? " "(雙引號) 與 ' '(單引號)差在哪？

4) " "(雙引號) 與 ' '(單引號)差在哪？ 

還是回到我們的 command line 來吧...
經過前面兩章的學習，應該很清楚當你在 shell prompt 後面敲打鍵盤、直到按下 Enter 的時候，
你輸入的文字就是 command line 了，然後 shell 才會以行程的方式執行你所交給它的命令。
但是，你又可知道：你在 command line 輸入的每一個文字，對 shell 來說，是有類別之分的呢？

簡單而言(我不敢說這是精確的定議，註一)，command line 的每一個 charactor ，分為如下兩種：
* literal：也就是普通純文字，對 shell 來說沒特殊功能。
* meta：對 shell 來說，具有特定功能的特殊保留字元。
(註一：關於 bash shell 在處理 command line 時的順序說明，
請參考 O'Reilly 出版社之 Learning the Bash Shell, 2nd Edition，第 177 - 180 頁的說明，
尤其是 178 頁的流程圖 Figure 7-1 ... )

Literal 沒甚麼好談的，凡舉 abcd、123456 這些"文字"都是 literal ... (easy？)
但 meta 卻常使我們困惑..... (confused?)
事實上，前兩章我們在 command line 中已碰到兩個機乎每次都會碰到的 meta ：
* IFS：由 或 或 三者之一組成(我們常用 space )。
* CR：由 產生。
IFS 是用來拆解 command line 的每一個詞(word)用的，因為 shell command line 是按詞來處理的。
而 CR 則是用來結束 command line 用的，這也是為何我們敲 命令就會跑的原因。
除了 IFS 與 CR ，常用的 meta 還有：
= ：  設定變量。
$ ：  作變量或運算替換(請不要與 shell prompt 搞混了)。
> ：重導向 stdout。
< ：重導向 stdin。
|：命令管線。
& ：重導向 file descriptor ，或將命令置於背境執行。
( )：將其內的命令置於 nested subshell 執行，或用於運算或命令替換。
{ }：將其內的命令置於 non-named function 中執行，或用在變量替換的界定範圍。
; ：在前一個命令結束時，而忽略其返回值，繼續執行下一個命令。
&& ：在前一個命令結束時，若返回值為 true，繼續執行下一個命令。
|| ：在前一個命令結束時，若返回值為 false，繼續執行下一個命令。
!：執行 history 列表中的命令
....

假如我們需要在 command line 中將這些保留字元的功能關閉的話，就需要 quoting 處理了。
在 bash 中，常用的 quoting 有如下三種方法：
* hard quote：' ' (單引號)，凡在 hard quote 中的所有 meta 均被關閉。
* soft quote： " " (雙引號)，在 soft quoe 中大部份 meta 都會被關閉，但某些則保留(如 $ )。(註二)
* escape ： \ (反斜線)，只有緊接在 escape (跳脫字符)之後的單一 meta 才被關閉。
( 註二：在 soft quote 中被豁免的具體 meta 清單，我不完全知道，
有待大家補充，或透過實作來發現及理解。 )

下面的例子將有助於我們對 quoting 的了解：

 

CODE:

        $ A=B C        # 空白鍵未被關掉，作為 IFS 處理。
        $ C: command not found. 
        $ echo $A
        
        $ A="B C"        # 空白鍵已被關掉，僅作為空白鍵處理。
        $ echo $A
        B C

在第一次設定 A 變量時，由於空白鍵沒被關閉，command line 將被解讀為：
* A=B 然後碰到，再執行 C 命令
在第二次設定  A 變量時，由於空白鍵被置於 soft quote 中，因此被關閉，不再作為 IFS ：
* A=BC
事實上，空白鍵無論在 soft quote 還是在 hard quote 中，均會被關閉。Enter 鍵亦然：

 

CODE:

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

在上例中，由於 被置於 hard quote 當中，因此不再作為 CR 字符來處理。
這裡的 單純只是一個斷行符號(new-line)而已，由於 command line 並沒得到 CR 字符，
因此進入第二個 shell prompt (PS2，以 > 符號表示)，command line 並不會結束，
直到第三行，我們輸入的 並不在  hard quote 裡面，因此並沒被關閉，
此時，command line 碰到 CR 字符，於是結束、交給 shell 來處理。

上例的 要是被置於 soft quote 中的話， CR 也會同樣被關閉：

 

CODE:

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

然而，由於 echo $A 時的變量沒至於 soft quote 中，因此當變量替換完成後並作命令行重組時， 會被解釋為 IFS ，而不是解釋為 New Line 字符。

同樣的，用 escape 亦可關閉 CR 字符：

 

CODE:

        $ A=B\
        > C\
        >
        $ echo $A
        BC

上例中，第一個 跟第二個 均被 escape 字符關閉了，因此也不作為 CR 來處理，
但第三個 由於沒被跳脫，因此作為 CR 結束 command line 。
但由於 鍵本身在 shell meta 中的特殊性，在 \ 跳脫後面，僅僅取消其 CR 功能，而不會保留其 IFS 功能。

您或許發現光是一個 鍵所產生的字符就有可能是如下這些可能：
CR
IFS
NL(New Line)
FF(Form Feed)
NULL
...
至於甚麼時候會解釋為甚麼字符，這個我就沒去深挖了，或是留給讀者諸君自行慢慢摸索了... ^_^

至於 soft quote 跟 hard quote 的不同，主要是對於某些 meta 的關閉與否，以 $ 來作說明：

 

CODE:

        $ A=B\ C
        $ echo "$A"
        B C
        $ echo '$A'
        $A

在第一個 echo 命令行中，$ 被置於 soft quote 中，將不被關閉，因此繼續處理變量替換，
因此 echo 將 A 的變量值輸出到熒幕，也就得到  "B C" 的結果。
在第二個 echo 命令行中，$ 被置於 hard quote 中，則被關閉，因此 $ 只是一個 $ 符號，
並不會用來作變量替換處理，因此結果是 $ 符號後面接一個 A 字母：$A 。

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練習與思考：如下結果為何不同？

 

CODE:

        $ A=B\ C
        $ echo '"$A"'        # 最外面的是單引號
        "$A"
        $ echo "'$A'"        # 最外面的是雙引號
        'B C'
        (提示：單引號及雙引號，在 quoting 中均被關閉了。)

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在 CU 的 shell 版裡，我發現有很多初學者的問題，都與 quoting 理解的有關。
比方說，若我們在 awk 或 sed 的命令參數中調用之前設定的一些變量時，常會問及為何不能的問題。
要解決這些問題，關鍵點就是：
* 區分出 shell meta 與 command meta 

前面我們提到的那些 meta ，都是在 command line 中有特殊用途的，
比方說 { } 是將其內一系列 command line 置於不具名的函式中執行(可簡單視為 command block )，
但是，awk 卻需要用 { } 來區分出 awk 的命令區段(BEGIN, MAIN, END)。
若你在 command line 中如此輸入：

 

CODE:

$ awk {print $0} 1.txt

由於  { } 在 shell 中並沒關閉，那 shell 就將 {print $0} 視為 command block ，
但同時又沒有" ; "符號作命令區隔，因此就出現 awk 的語法錯誤結果。

要解決之，可用 hard quote ：

 

CODE:

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

上面的 hard quote 應好理解，就是將原本的 {、、$(註三)、} 這幾個 shell meta 關閉，
避免掉在 shell 中遭到處理，而完整的成為 awk 參數中的 command meta 。
( 註三：而其中的 $0 是 awk 內建的 field number ，而非  awk 的變量，
awk 自身的變量無需使用 $ 。)
要是理解了 hard quote 的功能，再來理解 soft quote 與 escape 就不難：

 

CODE:

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

然而，若你要改變 awk 的 $0 的 0 值是從另一個 shell 變量讀進呢？
比方說：已有變量 $A 的值是 0 ，那如何在 command line 中解決 awk 的 $$A 呢？
你可以很直接否定掉 hard quoe 的方案：

 

CODE:

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

那是因為 $A 的 $ 在 hard quote 中是不能替換變量的。

聰明的讀者(如你!)，經過本章學習，我想，應該可以解釋為何我們可以使用如下操作了吧：

 

CODE:

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

或許，你能舉出更多的方案呢....  ^_^

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練習與思考：請運用本章學到的知識分析如下兩串討論：


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