(034) Linux之数组

十年运维系列之基础篇 - Linux

作者：曾林

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一、引言

　　在上一节中，我们了解了shell如何操作字符串和数字。到目前为止，我们所接触到的数据类型在计算机科学领域被称为标量变量，也就是说，该变量包含一个单一的值。

　　在本章中，我们将会学习一种包含多个值的数据结构——数组。事实上，数组几乎是所有程序设计语言的一大特点。尽管shell对数组的支持有限，但它对解决程序设计问题是非常有帮助的。

二、什么是数组

　　数组是可以一次存放多个值的变量，数组的组织形式如同表格一样。下面以电子表格为例。一个电子表格就像一个二维数组一样。它是由行和列组成的，根据行和列的地址可以在电子表格里标识每一个独立单元的位置。数组也是以这种方式工作的。数组中的单元叫做元素，并且每个元素中含有数据。使用一种叫做索引或是下标的地址就可以访问一个独立的数组元素。

　　大多数的程序设计语言支持多维数组。电子表格就是多维数组的一个实例，该数组是由宽度和高度两个维度组成的二维数组。尽管最经常使用的是二维和三维数组，但是很多语言支持任意维数的数组。

　　bash中的数组是一维的。可以将它想象成只有一列的电子表格。尽管有这个限制，但是它们还是有很多的用处。

三、创建一个数组

　　命名数组变量同命名其他bash变量一样，当访问数组变量时可以自动创建它们。实例如下：

　　这里我们看到的是赋值和访问数组元素的例子。特别要注意的是在第二条命令中使用花括号是为了阻止shell在数组元素名里试图扩展路径名。

　　同时，使用declare命令也可以创建数组，如下所示：

declare -a a

　　这是使用选项-a和declare创建数组a的实例。

四、数组赋值

　　赋值的方式可以有两种。使用下面的语法可以赋单一值。

name[subscript]=value

　　这里的name是数组名，并且subscript是大于或等于0的整数（或算术表达式）。要注意的是，数组的第一个元素是0，而不是1。value是赋给数组元素的字符串或是整数。

　　使用下面的语法可以赋多个值。

name=(value1 value2...)

　　这里的name是数组名，并且将value1 value2...等值依次赋予从元素0开始的数组元素。例如，如果想要将一星期中天数的缩写赋给数组days，那么我们可以像下面这样赋值。

days=(Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun)

　　也可以通过为每个值指定一个下标来给指定元素赋值也是可行的。

days=([0]=Mon [1]=Tue [2]=Wed [3]=Thu [4]=Fri [5]=Sat [6]=Sun)

五、数组操作

　　有很多常见的数组操作。比如删除数组、确定数组大小和排序等在脚本中有很多应用。

1. 输出数组的所有内容

　　我们可以使用下标“*”和“@”来访问数组中的每个元素。对于定位参数来讲，符号“@”较之更有用。例证如下：

　　我们创建了数组animals，并使用3个双单词字符串为其赋值，然后执行4个循环以便观察单词拆分对数组内容的影响。如果对符号${animals[*]}和${animals[@]}加以引用，就会得到不同的结果。符号“*”将数组所有内容放在一个字中，而符号“@”将数组所有内容使用3个字来显示数组的真实内容。

2. 确定数组元素的数目

　　使用参数扩展，我们可以采用类似获取字符串长度的方式来确定数组中元素的个数。实例如下：

　　我们首先创建了数组a，并且将字符串foo赋给了第100个元素。接下来，我们使用符号“@”通过参数扩展来确定数组长度。最后，我们查看包含字符串foo的元素100的长度。值得一提的是，当将字符串赋值元素a[100]时，bash报告数组中只有一个元素。这与其他一些编程语言的行为是不同的。在这些语言中，数组中未使用的元素（元素0~99）初始化为空值并参与计数。

3. 查找数组中使用的下标

　　由于bash允许在下标赋值中包含“空格”，有时这对确定实际存在的元素是很有用的。这可以通过参数扩展来实现，其形式如下：

${!array[*]}
${!array[@]}

　　这里的array是数组变量名。就像符号“*”和“@”等参数扩展一样，引用中含有的“@”形式是最有用的，因为它将数组内容扩展成独立的单词。如下图所示：

4. 在数组的结尾增加元素

　　如果在数组的结尾需要添加元素的话，知道数组中元素的数目是没有用的，因为符号“*”和“@”返回的值并不会告诉我们使用的最大数组索引是什么。幸运地是，shell提供了一种解决办法。通过使用“+=”赋值运算符，可以在数组的尾部自动地添加元素。这里，我们将三个值赋给数组foo，然后再添加3个元素。具体如下图所示：