基本字符串操作

介绍

在本实验中，你将学习 shell 脚本中的基本字符串操作。字符串操作在各种脚本任务中对于处理和提取文本数据至关重要。你将探索诸如确定字符串长度、查找字符位置、提取子字符串以及替换字符串部分等概念。这些技能对于在 shell 脚本中进行有效的文本处理至关重要。

Skills Graph

创建脚本文件

让我们从创建一个脚本文件开始，我们将在其中编写字符串操作。

1. 在 WebIDE 中打开终端。终端是你输入命令与 Linux 系统交互的地方。

2. 导航到项目目录：

   cd ~/project

   这条命令将你的当前目录更改为 ~/project。~ 符号代表你的主目录，因此 ~/project 是主目录中名为 "project" 的文件夹。

3. 创建一个名为 string_operations.sh 的新文件：

   touch string_operations.sh

   touch 命令会创建一个新的空文件。如果文件已经存在，它会更新文件的时间戳。

4. 在 WebIDE 编辑器中打开该文件。你可以通过点击 WebIDE 左侧文件资源管理器中的文件名来完成此操作。

5. 在文件顶部添加以下 shebang 行以指定解释器：

   #!/bin/bash

   这行被称为 "shebang" 的代码告诉系统使用 Bash shell 来解释此脚本。它始终是 shell 脚本的第一行。

字符串长度

现在，让我们学习如何确定字符串的长度。

1. 将以下代码添加到你的 string_operations.sh 文件中：

   echo "Step 2: String Length"
   
   STRING="Hello, World!"
   LENGTH=${#STRING}
   
   echo "The string is: $STRING"
   echo "Its length is: $LENGTH"

   让我们分解一下这段代码：

   • 我们定义了一个变量 STRING，并将其赋值为 "Hello, World!"。
   • ${#STRING} 是一种特殊语法，用于计算存储在 STRING 变量中的字符串的长度。
   • 我们将这个长度存储在 LENGTH 变量中。
   • 最后，我们打印出字符串及其长度。

2. 保存文件。在大多数编辑器中，你可以通过按 Ctrl+S（或在 Mac 上按 Cmd+S）来完成此操作。

3. 使脚本可执行：

   chmod +x string_operations.sh

   这条命令会更改文件的权限，使其可执行。chmod 代表 "change mode"（更改模式），而 +x 表示 "添加执行权限"。

4. 运行脚本：

   ./string_operations.sh

   ./ 告诉 shell 在当前目录中查找脚本。

你应该会看到类似以下的输出：

Step 2: String Length
The string is: Hello, World!
Its length is: 13

如果你没有看到此输出，请仔细检查是否已保存文件并使其可执行。

查找字符位置

接下来，我们将学习如何查找字符串中某个字符的位置。

1. 将以下代码添加到你的 string_operations.sh 文件中：

   echo -e "\nStep 3: Finding Character Position"
   
   STRING="abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
   CHAR="j"
   
   POSITION=$(expr index "$STRING" "$CHAR")
   
   echo "The string is: $STRING"
   echo "We're looking for the character: $CHAR"
   echo "It is at position: $POSITION"

   这段代码的作用如下：

   • 我们定义了一个包含字母表的 STRING 变量。
   • 我们定义了一个 CHAR 变量，其中包含我们要查找的字符。
   • expr index "$STRING" "$CHAR" 是一个命令，用于查找 $CHAR 在 $STRING 中的位置。
   • 我们使用 $() 捕获此命令的输出，并将其存储在 POSITION 变量中。
   • 最后，我们打印出结果。

2. 保存文件并再次运行脚本：

   ./string_operations.sh

你应该会看到类似以下的额外输出：

Step 3: Finding Character Position
The string is: abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
We're looking for the character: j
It is at position: 10

请注意，位置是从 1 开始计数的，这意味着第一个字符的位置是 1，而不是 0。

提取子字符串

现在，让我们学习如何提取字符串的一部分。

1. 将以下代码添加到你的 string_operations.sh 文件中：

   echo -e "\nStep 4: Substring Extraction"
   
   STRING="The quick brown fox jumps over the lazy dog"
   START=10
   LENGTH=5
   
   SUBSTRING=${STRING:$START:$LENGTH}
   
   echo "The original string is: $STRING"
   echo "Extracting 5 characters starting from position 10:"
   echo "The substring is: $SUBSTRING"

   让我们分解一下这段代码：

   • 我们定义了一个包含示例句子的 STRING 变量。
   • START 是我们希望开始提取的位置（请注意，这里是从 0 开始计数的）。
   • LENGTH 是我们希望提取的字符数。
   • ${STRING:$START:$LENGTH} 是提取子字符串的语法。它的意思是“从 STRING 中，从位置 START 开始提取 LENGTH 个字符”。
   • 我们将这个子字符串存储在 SUBSTRING 变量中，然后打印出所有内容。

2. 保存文件并再次运行脚本：

   ./string_operations.sh

你应该会看到类似以下的额外输出：

Step 4: Substring Extraction
The original string is: The quick brown fox jumps over the lazy dog
Extracting 5 characters starting from position 10:
The substring is: brown

请注意，与 expr index 命令不同，这里的字符串位置是从 0 开始计数的，而不是从 1 开始。这就是为什么我们从位置 10 开始提取到 "brown"。

字符串替换

最后，让我们学习如何替换字符串的一部分。

1. 将以下代码添加到你的 string_operations.sh 文件中：

   echo -e "\nStep 5: String Replacement"
   
   STRING="The quick brown fox jumps over the lazy dog"
   echo "Original string: $STRING"
   
   ## 将第一个 'o' 替换为 'O'
   NEW_STRING=${STRING/o/O}
   echo "Replacing first 'o' with 'O': $NEW_STRING"
   
   ## 将所有 'o' 替换为 'O'
   NEW_STRING=${STRING//o/O}
   echo "Replacing all 'o' with 'O': $NEW_STRING"
   
   ## 如果 'quick' 在字符串开头，则将其替换为 'slow'
   NEW_STRING=${STRING/#quick/slow}
   echo "Replacing 'quick' with 'slow' at the beginning: $NEW_STRING"
   
   ## 如果 'dog' 在字符串末尾，则将其替换为 'cat'
   NEW_STRING=${STRING/%dog/cat}
   echo "Replacing 'dog' with 'cat' at the end: $NEW_STRING"

   这段代码展示了多种字符串替换技术：

   • ${STRING/o/O} 将第一个 'o' 替换为 'O'。
   • ${STRING//o/O} 将所有 'o' 替换为 'O'。
   • ${STRING/#quick/slow} 将 'quick' 替换为 'slow'，但仅当 'quick' 位于字符串开头时。
   • ${STRING/%dog/cat} 将 'dog' 替换为 'cat'，但仅当 'dog' 位于字符串末尾时。

2. 保存文件并最后一次运行脚本：

   ./string_operations.sh

你应该会看到类似以下的额外输出：

Step 5: String Replacement
Original string: The quick brown fox jumps over the lazy dog
Replacing first 'o' with 'O': The quick brOwn fox jumps over the lazy dog
Replacing all 'o' with 'O': The quick brOwn fOx jumps Over the lazy dOg
Replacing 'quick' with 'slow' at the beginning: The quick brown fox jumps over the lazy dog
Replacing 'dog' with 'cat' at the end: The quick brown fox jumps over the lazy cat

注意每种替换操作对字符串的不同影响。

总结

在本实验中，你学习并练习了 shell 脚本中的几种基本字符串操作：

1. 创建和执行 shell 脚本
2. 计算字符串的长度
3. 查找字符串中某个字符的位置
4. 从较大的字符串中提取子字符串
5. 执行各种字符串替换操作

这些技能是 shell 脚本中更复杂文本处理任务的基础。随着你继续使用 shell 脚本，你会发现这些字符串操作在项目中处理和解析文本数据时非常有用。记住，练习是掌握这些概念的关键，所以不要犹豫，尝试不同的字符串和操作吧！