Linux 变量替换字符串：基础与进阶技巧
在 Linux 环境下，变量替换是 shell 脚本编程中不可或缺的核心技能，通过灵活运用字符串替换功能，开发者可以高效处理文本数据、动态生成文件名，甚至实现复杂的逻辑判断，本文将系统介绍 Linux 变量替换的语法规则、常见应用场景及进阶技巧，帮助读者从基础到全面掌握这一实用功能。
变量替换的基本语法
变量替换的本质是对变量值进行特定模式的匹配与修改，Bash shell 提供了多种替换语法，每种语法适用于不同的场景，最常见的替换形式包括 ${variable#pattern}、${variable##pattern}、${variable%pattern} 和 ${variable%%pattern}，分别用于从变量值的首尾删除最短或最长匹配的模式。
假设变量 path="/home/user/docs/report.txt"，执行 ${path#*/} 将删除从开头到第一个 的所有字符，结果为 "home/user/docs/report.txt"；而 ${path##*/} 则删除最长的匹配模式，最终返回 "report.txt"，类似的，${path%/*} 会从末尾删除最短匹配的 及之后的内容，得到 "/home/user/docs"，${path%%/*} 则直接删除到第一个 之前的所有内容，结果为空字符串。
模式匹配与通配符的应用
变量替换中的模式支持通配符，如 匹配任意数量的字符， 匹配单个字符，[ ] 匹配指定范围内的字符，这种灵活性使得替换操作可以应对复杂的文本处理需求，对于变量 file="data_2023-10-05.log"，${file#data_*} 会删除开头的 "data_" 及之后的所有字符，结果为 （空字符串），而 ${file%.*} 则删除从最后一个点号开始的所有内容，返回 "data_2023-10-05"。
需要注意的是，模式匹配是区分大小写的，若需忽略大小写，可通过额外的命令（如 tr 或 sed）预处理变量值，模式中的特殊字符（如 、）若需按字面匹配，需使用反斜杠转义或通过 set -f 禁用通配符扩展。
默认值与错误处理
在实际脚本编写中，变量可能未被定义或为空值。${variable:-default} 语法可以提供默认值：若 variable 为空或未定义，则返回 default；否则返回 variable 的值。${name:-"Guest"} 在 name 未定义时返回 "Guest"，适用于初始化默认参数。
类似地，${variable:=default} 不仅返回默认值，还会将 variable 的值设置为 default，而 ${variable:?error_message} 则用于错误处理：若 variable 为空或未定义，脚本将输出错误信息并退出。${config_path:?配置文件路径未定义} 可确保关键变量有效，避免后续操作因变量缺失而失败。
字符串切片与长度计算
变量替换还支持字符串切片操作。${variable:offset:length} 可以从 offset 位置开始提取长度为 length 的子字符串。${text:3:5} 从 text 的第 4 个字符（索引从 0 开始）提取 5 个字符，若省略 length，则提取到字符串末尾；若 offset 为负数，则从末尾向前计数。
计算字符串长度可通过 ${#variable} 实现。${#path} 返回变量 path 的字符数，这一功能在循环处理或条件判断中非常实用，例如检查文件名长度是否超过限制。
高级替换：正则表达式与多模式处理
对于更复杂的替换需求，可结合 sed 或 awk 命令实现正则表达式匹配。echo "$variable" | sed 's/pattern/replacement/g' 可全局替换匹配的模式，Bash 4.0+ 支持更高级的替换语法 ${variable/pattern/replacement}，仅替换第一个匹配项；${variable//pattern/replacement} 则替换所有匹配项；${variable/#pattern/replacement} 和 ${variable/%pattern/replacement} 分别限制匹配发生在字符串开头或结尾。
${url/http/https} 将 url 变量中开头的 "http" 替换为 "https"，适用于统一 URL 协议。
实际应用场景
变量替换在脚本编写中应用广泛，批量重命名文件时，可通过 ${file%.txt}.bak 将 .txt 后缀改为 .bak；解析路径时，${dir##*/} 可提取目录名；处理配置文件时，${value// /_} 可将空格替换为下划线，在循环遍历文件列表时，${file%.*} 可用于去除扩展名，便于分类处理。
注意事项与最佳实践
使用变量替换时需注意以下几点：
- 引号使用：为避免单词分割和通配符扩展，变量引用时应加双引号，如
echo "$variable"。 - 变量作用域：局部变量（
local）和全局变量（export）的作用域需明确，避免意外覆盖。 - 性能优化：在循环中减少不必要的变量替换操作，可通过临时变量存储中间结果。
- 错误处理：关键操作前检查变量是否定义，如
[ -n "$variable" ]。
通过系统掌握变量替换的语法与应用，开发者可以显著提升脚本的健壮性和效率，无论是简单的文本处理还是复杂的逻辑控制，变量替换都是 Linux shell 编程中不可或缺的利器。
