字符串操作

Shell 字符串操作：切片、长度与替换技巧

在 Shell 脚本中，字符串处理是日常任务的重要组成部分，包括提取子串、计算长度、替换内容等。掌握这些操作能帮助你高效处理文本数据，如日志分析、配置解析等。本文详细讲解 Shell 中常用的字符串操作方法。

字符串切片：提取子字符串

字符串切片用于从指定位置开始提取部分字符，Shell 提供了两种灵活的切片语法，下标从 0 开始（第一个字符为位置 0）。

从指定位置截取到结尾

语法：${变量:起始位置}

• 从 起始位置 开始，截取到字符串末尾的所有字符。
• 若 起始位置 为负数（需用括号包裹），表示从字符串末尾倒数计算。

示例：

str="abcdefgh"

# 从位置 2 开始截取（包含位置 2）
echo ${str:2}  # 输出：cdefgh

# 从位置 5 开始截取
echo ${str:5}  # 输出：fgh

# 从末尾倒数第 3 个位置开始（等价于长度-3）
echo ${str:(-3)}  # 输出：fgh（注意负数需用括号）

截取指定长度的子串

语法：${变量:起始位置:长度}

• 从 起始位置 开始，截取指定 长度 的字符（若剩余字符不足，则截取到结尾）。

示例：

str="123456789"

# 从位置 2 开始，截取 4 个字符
echo ${str:2:4}  # 输出：3456

# 从位置 5 开始，截取 10 个字符（实际不足，截取到结尾）
echo ${str:5:10}  # 输出：6789

# 从倒数第 4 个位置开始，截取 2 个字符
echo ${str:(-4):2}  # 输出：67

注意：若起始位置超过字符串长度，返回空值；若长度为负数，在 Bash 4.2+ 中表示 “截取到距离末尾 长度 个字符的位置”。

字符串长度：计算字符个数

使用 ${#变量名} 可获取字符串的长度（字符个数），适用于检查输入合法性、限制字符数量等场景。

示例：

# 普通字符串
name="Shell"
echo ${#name}  # 输出：5

# 含空格的字符串
sentence="Hello World"
echo ${#sentence}  # 输出：11（包含空格）

# 空字符串
empty=""
echo ${#empty}  # 输出：0

# 实际应用：检查输入长度
read -p "请输入密码（至少6位）：" passwd
if [ ${#passwd} -lt 6 ]; then
  echo "密码长度不足！"
fi

字符串替换：修改匹配内容

Shell 支持两种替换模式：替换第一个匹配项和替换所有匹配项，无需依赖 sed 等外部工具。

替换第一个匹配项

语法：${变量/旧字符串/新字符串}

• 仅替换字符串中第一个与 旧字符串 匹配的部分。

示例：

path="/usr/local/bin:/usr/bin:/bin"

# 替换第一个 ":" 为 ";"
echo ${path/:/;}  # 输出：/usr/local/bin;/usr/bin:/bin

# 替换第一个 "usr" 为 "USER"
echo ${path/usr/USER}  # 输出：/USER/local/bin:/usr/bin:/bin

替换所有匹配项

语法：${变量//旧字符串/新字符串}

• 替换字符串中所有与 旧字符串 匹配的部分（双斜杠 // 表示全局替换）。

示例：

str="a,b,c,d"

# 替换所有 "," 为 "|"
echo ${str//,/|}  # 输出：a|b|c|d

# 替换所有 "a" 为空（删除所有 "a"）
text="abacada"
echo ${text//a/}  # 输出：bc d（连续的a被删除）

条件性替换

• 替换开头匹配项：${变量/#旧字符串/新字符串}（仅替换字符串开头的匹配项）。
• 替换结尾匹配项：${变量/%旧字符串/新字符串}（仅替换字符串结尾的匹配项）。

示例：

file="report.txt.bak"

# 替换开头的 "report" 为 "log"
echo ${file/#report/log}  # 输出：log.txt.bak

# 替换结尾的 "bak" 为 "backup"
echo ${file/%bak/backup}  # 输出：report.txt.backup

实际应用案例

解析文件路径

file_path="/home/user/docs/report.pdf"

# 提取文件名（含扩展名）
filename=${file_path##*/}
echo "文件名：$filename"  # 输出：report.pdf

# 提取扩展名（利用替换）
ext=${filename#*.}
echo "扩展名：$ext"  # 输出：pdf

# 提取文件名（不含扩展名）
name=${filename%.*}
echo "纯文件名：$name"  # 输出：report

（注：## 和 # 是贪婪 / 非贪婪删除前缀的操作，%% 和 % 是删除后缀的操作，本质是特殊的替换形式）

处理用户输入

#!/bin/bash
# 标准化用户输入的姓名（首字母大写，其余小写）

read -p "请输入姓名：" name

# 提取首字母并大写（结合 tr 命令）
first=${name:0:1}
first_upper=$(echo $first | tr 'a-z' 'A-Z')

# 提取剩余字符并小写
rest=${name:1}
rest_lower=$(echo $rest | tr 'A-Z' 'a-z')

# 合并结果
standard_name="$first_upper$rest_lower"
echo "标准化姓名：$standard_name"

执行效果：

请输入姓名：jOhN
标准化姓名：John