bash 引号与转义

之前简单的总结过 bash 中单引号与双引号，但是并没有对单双引号的区别进行细致的描述，更多的偏向于解释 shell 特定功能的保留字，今天看到了一篇对于 bash 的单双引号内内容转义讲述更详细的文章，故而更新记形成此记录

bash 引号的语义可由下述三句描述简单归纳：

1. 反斜线用来转义除换行之外的所有字符，反斜线加换行为连行
2. 单引号用来直出字面量，其内容部分不允许转义，包括单引号转义也不允许
3. 双引号内允许命令替换和对特定几个字符转义，双引号内的反斜线对其他字符没有特殊含义，会被当作字面量处理

bash (Posix) 转义规则

bash 版本声明，本文后续所有的命令执行在当前 bash 环境中

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$ bash --version
GNU bash, version 5.0.17(1)-release (x86_64-pc-linux-gnu)
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>

This is free software; you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.

1、反斜线用来保持字面量

bash 里反斜线用来转义下一个字符，保持下一个字符的字面值。例如：

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$ echo \$PS2  # \$ 表示字面量 $
$PS2
$ echo $PS2  # 如果没有反斜线 $ 会被 bash 参数展开，即输出该变量的值
>
$ echo a\tb  # 下一个字符 t 被保持字面量，\ 被删除
atb

⚠️ 注意：shell 只负责处理参数和调用命令，不会识别 \t, \n，\x68 等其他编程语言里的 ASCII 特殊字符，这些特殊字符的处理通常在具体的软件中，比如 echo, printf 等。 例如：

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$ echo -e 'a\tb'  # \t 的语义并不是由 shell 表达的，shell 只是把这个长度为 4 的字符串 a\tb 传递给 echo 程序，后者将会收到参数 argv[1] === "a\\tb"
a	b

2、反斜线 + 换行是例外

反斜线后一个字符是换行时是上一条规则的例外，表示连行，一个命令可以分行写。例如：

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$ echo abc | \
> grep a | \
> grep b
# 等价于
$ echo abc | grep a | grep b

单引号的使用

单引号用来保持引用内容的所有字面量，包括反斜线和换行符；即，一对单引号中不得出现单引号，它前面有反斜线也不行。例如：

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$ echo -e '\x68\x61\x72\x74\x74\x6c\x65'
harttle

如果单引号之间出现单引号，引用内容立即结束。例如：

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$ echo -e 'foo\'bar'  # 回车
>  # shell 继续等待输入，因为第一个引用内容是 foo\，紧接着是字面量 bar，然后是一个未关闭的 '
> '  # 输入 ' 结束第二个引用内容
foar   # echo 收到的输入为 foo\bar<new line><new line>，\b 被 echo 解释为退格，输出第一个 <new line>
  # 输出第二个 <new line>
  # 输出结束

双引号的作用

双引号也是保持引用内容的字面量，但 $，`，\ 除外（POSIX 标准），其中：

1. $ 用来做 bash 参数展开
2. ` 表示命令替换，基本等价于 $()
3. \ 用来转义

反斜线后是 $，`，"，\，换行时反斜线才表示转义，否则反斜线没有特殊含义（表示一个反斜线字面量）。例如：

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# "\\x" 的第一个反斜线表示转义，解释为 "\x"，而 "\x" 中的反斜线没有特殊含义，也解释为 "\x"
$ echo "\\x68\\x61\\x72\\x74\\x74\\x6c\\x65"  # shell 对 \\ 进行转义
\x68\x61\x72\x74\x74\x6c\x65
$ echo -e "\\x68\\x61\\x72\\x74\\x74\\x6c\\x65"
harttle
$ echo "\x68\x61\x72\x74\x74\x6c\x65"  # shell 对 \x 并不进行转义
\x68\x61\x72\x74\x74\x6c\x65
$ echo -e "\x68\x61\x72\x74\x74\x6c\x65"
harttle

⚠️ 注意：" 在双引号语法中表示字面量双引号，这在单引号语法中是不允许的

一个例子

如果不熟悉 Bash 引号的语义，尤其是配合管道和 xargs 等命令时，事情会变得很复杂很难以理解。例如：

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# 把 16 进制 ASCII 转为字符串 harttle
$ echo -e '\\x68\\x61\\x72\\x74\\x74\\x6c\\x65' | xargs -0 printf '%b'
harttle

转义过程解析：

1. 由于 echo 的参数使用单引号，echo 收到的参数为字面量 \x68\x61\x72\x74\x74\x6c\x65，因此输出为：\x68\x61\x72\x74\x74\x6c\x65
2. 由于 xargs -0 下标准输入会被当做字面量处理（\ 不再是特殊字符），xargs 给到 printf 的第二个参数为字面量 \x68\x61\x72\x74\x74\x6c\x65，第一个参数为 %b
3. printf 第一个参数为 %b，第二个参数作为字符串，并对其内容中的 \ 进行转义处理，十六进制 ASCII 字面量语法，输出 harttle

⚠️ 注意：

1. 如果 echo 的第一个参数只有单个反斜线（\x68\x61\x72\x74\x74\x6c\x65），echo 的输出即为 harttle，经过 printf 后仍然为 harttle
2. 如果 xargs 没有添加 -0 参数，xargs 会把它的标准输入正常做 bash 转义，也就是说 xargs 给到 printf 的第二个参数将会是 x68x61x72x74x74x6cx65，因为 bash 转义中反斜线用来转义下一个字符，保持下一个字符的字面值，并删除反斜线

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