SHELL十三问之四：双引号与单引号差别在哪？

还是回到我们的command line来吧...

经过前面两章的学习，应该很清楚当你在 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：对shell来说，具有特定功能的特殊保留字符。

(注一：关于bash shell在处理command line时的顺序说明，请参考O'Reilly出版社之Learning the Bash Shell, 2nd Edition，第177 - 180页的说明，尤其是178页的流程图Figure 7-1 ... )

Literal没甚么好谈的，凡举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中已碰到两个几乎每次都会碰到的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。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(重定向)stdout。
<：重导向(重定向)stdin。
|：命令管线(管道)。
&：重导向file desCRiptor，或将命令置于背境(后台)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$，反引号，反斜杠)。
* escape：\(反斜线)，只有紧接在escape (跳脱字符)之后的单一meta才被关闭。

下面的例子将有助于我们对quoting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<IFS>，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 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时的变量没置于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 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"

我的理解：外面是单引号，因此里面所有东西都不变
$ echo "'$A'"     #最外面的是双引号
'B C'
我的理解：最外面是双引号，因此除了$\`之外，其他的都meta都被关闭，所以$A要最终变量替换后变为B C，所以最终输出结果为'B C'

$ echo '"'$A'"'     #先单引号再双引号再单引号

"B C"

我的理解：最外面是单引号，因此应该输出的是"'$A'"，但由于"的存在，$A要进行变量替换，变成了'B C'，而'内只有B C了，因此'不再起作用了，所以输出结果为"B C"

$ echo "'"$A"'"     #先双引号再单引号再双引号

'B C'

我的理解：最外面是双引号，因此除了$\`之外，关闭所有的meta，即这个时候应该输出'"B C"'，由于双引号里面已经是B C了，所以不再起作用了，输出B C即可。最终的结果是'B C'

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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

awk: syntax error at source line 1

 context is

        >>> <<<

awk: illegal statement at source line 1

       missing }

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

awk: illegal field $(), name "A"

 input record number 1, file 1.txt

 source line number 1

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

或许，你能举出更多的方案呢....  ^_^