如何保护 Tar 通配符不被 Shell 展开

简介

本教程提供了一份全面指南，介绍如何防止 tar 通配符被 shell 展开。Tar 是一个强大的文件归档工具，由于 shell 的展开行为，在处理通配符时经常会遇到挑战。通过理解其底层机制并应用正确的技术，你可以确保 tar 命令按预期执行，从而实现可靠的备份和归档过程。

Skills Graph

Shell 展开与通配符简介

Shell 展开（也称为文件名展开或路径名展开）是类 Unix 操作系统（包括 Linux）的一项基本特性。它允许 shell 将某些称为通配符的模式自动展开为匹配的文件名或目录列表。此功能在各种 shell 命令中广泛使用，包括强大的 tar 命令，该命令通常用于归档和压缩文件。

在使用 tar 命令时，了解 shell 展开的行为和通配符的使用至关重要，因为这可能会对正在归档或提取的文件产生重大影响。

在本节中，我们将探讨 shell 展开和通配符的基础知识，为后续重点介绍如何防止 tar 通配符被 shell 展开的章节奠定基础。

Shell 展开基础

Shell 展开是指 shell 将某些模式（如通配符）解释并展开为匹配的文件名或目录列表的过程。此展开在命令执行之前发生，使 shell 能够在命令中替换展开后的值。

Shell 展开中最常用的通配符包括：

• *：匹配任意数量的字符（包括零个字符）
• ?：匹配单个字符
• [ ]：匹配方括号内包含的任意一个字符

这些通配符可用于各种 shell 命令（包括 tar）中，以指定文件选择和操作的模式。

通配符与 tar 命令

tar 命令是用于归档和压缩文件及目录的强大工具。在将通配符与 tar 一起使用时，shell 展开会在 tar 命令执行之前发生，如果通配符处理不当，可能会导致意外行为。

例如，考虑以下 tar 命令：

tar -cvf archive.tar *.txt

在这种情况下，shell 会在将生成的文件列表传递给 tar 命令之前展开 *.txt 通配符。如果目录中包含文件名带有特殊字符的文件，这可能会有问题，因为 shell 展开的行为可能不符合预期。

为确保正确处理 tar 通配符并防止意外后果，我们需要探索防止这些通配符被 shell 展开的技术。后续章节将更深入地探讨这些技术。

理解 Tar 通配符及其行为

在使用 tar 命令时，可以使用通配符来指定要包含在存档中的文件或目录。然而，这些通配符的行为可能会受到 shell 展开过程的影响，如果没有正确理解，可能会导致意外结果。

Tar 通配符展开

tar 命令本身不会执行任何 shell 展开。相反，它依赖于 shell 在将生成的文件或目录名传递给 tar 命令之前展开通配符。这意味着 shell 展开首先发生，然后 tar 命令对展开后的文件或目录列表进行操作。

例如，考虑以下 tar 命令：

tar -cvf archive.tar *.txt

在这种情况下，shell 首先会将 *.txt 通配符展开为当前目录中所有 .txt 文件的列表。然后 tar 命令将对这些文件进行归档。

Tar 通配符的潜在问题

虽然通配符的 shell 展开是一项强大的功能，但在使用 tar 命令时也可能会导致问题，特别是在处理文件名中包含特殊字符的文件或目录时。

例如，如果一个目录中有一个名为 file with spaces.txt 的文件，*.txt 通配符的 shell 展开可能不会按预期进行。shell 可能会将文件名中的空格解释为单独的参数，从而导致 tar 命令出现意外行为。

为了应对这些挑战并确保正确处理 tar 通配符，我们需要探索防止通配符被 shell 展开的技术。以下各节将详细介绍这些技术。

防止 Tar 通配符被 Shell 展开

为确保正确处理 tar 通配符并避免意外后果，我们需要采用一些技术来防止通配符被 shell 展开。在本节中，我们将探讨几种实现此目的的方法。

转义 Tar 命令中的特殊字符

防止 tar 通配符被 shell 展开的一种方法是转义 shell 用于展开的特殊字符。这可以通过使用反斜杠（\）字符来“转义”特殊字符，从而防止 shell 对其进行解释。

例如，在 tar 命令中，你可以使用转义后的版本 \*.txt 来代替通配符 *.txt：

tar -cvf archive.tar \*.txt

这将防止 shell 展开 *.txt 通配符，而是将字面字符串 \*.txt 传递给 tar 命令。

使用单引号保护通配符

保护 tar 通配符不被 shell 展开的另一种有效方法是将通配符模式用单引号（'）括起来。这会告诉 shell 将整个模式视为一个字面字符串，而不是尝试展开它。

tar -cvf archive.tar '*.txt'

通过使用单引号，shell 将不会对 *.txt 通配符进行任何展开，tar 命令将接收到字面模式作为参数。

利用双引号保留通配符

除了单引号，你还可以使用双引号（"）来保护 tar 通配符不被 shell 展开。双引号提供了一种更灵活的方法，因为它们在保留某些特殊字符的 shell 展开的同时，仍然保护通配符。

tar -cvf archive.tar "*.txt"

在这种情况下，shell 将展开 *.txt 通配符，但生成的文件列表将作为单个参数传递给 tar 命令，从而保留通配符行为。

组合引用技术以实现强大的通配符处理

为了实现最大的灵活性和保护，可以结合使用单引号和双引号来处理各种情况。这种方法允许你有选择地保护 tar 命令的特定部分，同时仍然允许进行必要的 shell 展开。

tar -cvf "archive.tar" '*.txt'

在这个例子中，文件名 "archive.tar" 用双引号括起来以保留文件名中的任何特殊字符，而通配符 '*.txt' 用单引号括起来以防止 shell 展开。

通过理解和应用这些技术，你可以有效地防止 tar 通配符被 shell 展开，确保在使用 tar 命令时行为可靠且可预测。

在 Tar 命令中转义特殊字符

保护 tar 通配符不被 shell 展开的最简单方法之一是转义通配符模式中使用的特殊字符。此技术涉及使用反斜杠（\）字符来“转义”特殊字符，防止 shell 对其进行解释。

转义通配符字符

tar 通配符中最常见的特殊字符是星号（*），它代表任意数量的字符。要转义此字符，可以在星号前使用反斜杠：

tar -cvf archive.tar \*.txt

在这个例子中，\*.txt 模式作为一个字面字符串传递给 tar 命令，shell 不会尝试展开它。

转义其他特殊字符

除了星号，shell 还使用其他特殊字符进行展开，例如问号（?）和方括号（[ ]）。这些字符也可以使用反斜杠进行转义，以防止 shell 展开。

tar -cvf archive.tar file\?.txt
tar -cvf archive.tar file\[123\].txt

通过转义这些特殊字符，你可以确保 tar 命令接收到的是字面模式作为参数，而不是展开后的文件列表。

转义空格和其他有问题的字符

在处理 tar 通配符时，另一个常见问题是文件名中存在空格或其他特殊字符。这些字符在 shell 展开过程中可能会导致问题，从而在 tar 命令中产生意外行为。

要处理这些情况，你也可以使用反斜杠转义有问题的字符：

tar -cvf archive.tar file\ with\ spaces.txt
tar -cvf archive.tar file\#with\#hashtags.txt

通过转义空格和其他特殊字符，你可以确保 tar 命令接收到预期的文件名作为单个参数，按预期保留通配符行为。

请记住，在 tar 命令中有效转义特殊字符的关键是识别 shell 用于展开的字符，然后使用反斜杠对其进行转义。此技术是保护 tar 通配符不被意外的 shell 展开的有力工具。

使用单引号保护通配符

保护 tar 通配符不被 shell 展开的另一种有效方法是将通配符模式用单引号（'）括起来。此技术会告诉 shell 将整个模式视为一个字面字符串，而不是尝试展开它。

用单引号括住通配符

要使用单引号保护 tar 通配符，只需在将通配符模式包含在 tar 命令中时，用单引号将其括起来：

tar -cvf archive.tar '*.txt'

在这个例子中，'*.txt' 模式作为一个字面字符串传递给 tar 命令，shell 不会对通配符执行任何展开操作。

使用单引号的优点

使用单引号保护 tar 通配符的主要优点是，它提供了一种简单而可靠的方法来防止 shell 展开。单引号确保整个模式被视为一个字面字符串，无论其中可能包含什么特殊字符。

在处理包含空格、特殊字符或其他在 shell 展开期间可能导致问题的有问题元素的文件名时，这种方法特别有用。

关于单引号的注意事项

需要注意的是，使用单引号时，shell 不会在引号字符串内执行任何展开或替换操作。这意味着如果你需要在通配符模式中包含变量或其他 shell 解释的元素，你将需要使用不同的技术，例如双引号或多种引用方法的组合。

tar -cvf archive.tar '${HOME}/*.txt'  ## 这不会展开 $HOME 变量

通过了解单引号的行为以及如何有效地使用它们来保护 tar 通配符，你可以确保在归档和压缩任务中进行可靠且可预测的处理。

利用双引号保留通配符

除了使用单引号，你还可以利用双引号（"）来保护 tar 通配符不被 shell 展开。双引号提供了一种更灵活的方法，因为它们在保留某些特殊字符的 shell 展开的同时，仍然保护通配符。

用双引号括住通配符

要使用双引号保护 tar 通配符，只需在将通配符模式包含在 tar 命令中时，用双引号将其括起来：

tar -cvf archive.tar "*.txt"

在这个例子中，shell 将展开 *.txt 通配符，但生成的文件列表将作为单个参数传递给 tar 命令，从而保留通配符行为。

使用双引号的优点

使用双引号的主要优点是，它们在处理 tar 通配符时提供了更大的灵活性。虽然单引号会阻止任何 shell 展开，但双引号会保留某些特殊字符的展开，例如变量和命令替换。

当你需要将动态元素（如环境变量）纳入你的 tar 命令时，这可能会特别有用。

tar -cvf "archive_${USER}.tar" "*.txt"

在这个例子中，${USER} 变量在双引号括起来的文件名中被展开，而 *.txt 通配符仍然受到保护，不会被 shell 展开。

关于双引号的注意事项

需要注意的是，虽然双引号提供了更大的灵活性，但在所有情况下，它们可能无法完全保护通配符不被 shell 展开。某些特殊字符，如反斜杠（\）和单引号（'），在双引号字符串中使用时，可能仍会被 shell 解释。

在这种情况下，你可能需要结合使用单引号和双引号，或者采用其他技术来确保正确处理 tar 通配符。

通过了解双引号的行为以及如何有效地使用它们来保护 tar 通配符，你可以创建更健壮、更具适应性的 tar 命令，以处理各种文件和目录命名场景。

组合引用技术以实现强大的通配符处理

为了实现最大的灵活性和保护，在处理 tar 通配符时，你可以结合使用单引号和双引号来应对各种情况。这种方法允许你有选择地保护 tar 命令的特定部分，同时仍然允许进行必要的 shell 展开。

混合使用单引号和双引号

通过结合使用单引号和双引号，你可以创建更强大的 tar 命令，以处理更广泛的文件和目录命名场景。

tar -cvf "archive.tar" '*.txt'

在这个例子中，文件名 "archive.tar" 用双引号括起来，以保留文件名中的任何特殊字符，而通配符 '*.txt' 用单引号括起来，以防止 shell 展开。

组合引用技术的优点

组合引用技术的主要优点是对 tar 命令的灵活性和控制能力增强。通过有选择地应用单引号和双引号，你可以：

1. 保护命令的特定部分不被 shell 展开（例如通配符）
2. 保留文件名或其他参数中的特殊字符
3. 允许在命令中进行必要的 shell 展开（例如变量替换）

这种方法使你能够创建更复杂、更通用的 tar 命令，以处理各种文件和目录命名场景，确保行为可靠且可预测。

组合引用的示例

以下是一些更多的组合引用技术示例，用于强大的 tar 通配符处理：

tar -cvf "archive_${USER}.tar" '*.txt'
tar -cvf "archive with spaces.tar" '*.jpg'
tar -cvf "archive_${DATE}.tar" "*.${FILE_EXT}"

在这些示例中的每一个中，单引号和双引号的组合允许保护通配符、保留文件名中的特殊字符，并根据需要纳入动态元素（例如变量）。

通过理解和应用这些组合引用技术，你可以创建既灵活又有弹性的 tar 命令，能够处理各种文件和目录命名场景。

Tar 通配符保护的最佳实践与故障排除

为确保可靠且一致地保护 tar 通配符，遵循最佳实践并准备好排查可能出现的任何问题非常重要。在本节中，我们将探讨一些关键建议和故障排除策略。

Tar 通配符保护的最佳实践

1. 优先使用单引号：尽可能使用单引号（'）括住 tar 通配符。这提供了一种简单可靠的方法来防止 shell 展开。
2. 组合引用技术：对于更复杂的场景，利用单引号和双引号的组合，有选择地保护 tar 命令的特定部分，同时允许必要的 shell 展开。
3. 测试你的命令：在执行关键的 tar 命令之前，在一小部分文件或目录上进行测试，以确保通配符按预期处理。
4. 记录你的方法：记录你用于 tar 通配符保护的引用技术，因为这有助于你或其他人在未来排查问题。
5. 留意文件名变化：要意识到文件或目录结构的变化可能会影响 tar 通配符的行为。根据需要定期审查和更新你的命令。

Tar 通配符保护的故障排除

如果你在 tar 通配符保护方面遇到问题，可以考虑以下故障排除步骤：

1. 验证 shell 展开：通过在没有 tar 组件的情况下运行命令（例如 echo *.txt），确保 shell 正确展开通配符。
2. 检查引用技术：检查你的 tar 命令，确保你使用了适当的引用技术（单引号、双引号或组合）来保护通配符。
3. 检查文件名：查找文件名中可能在 shell 展开期间导致问题的任何特殊字符、空格或其他有问题的元素。
4. 使用不同引用进行测试：尝试使用替代的引用技术（例如从单引号切换到双引号），看是否能解决问题。
5. 查阅文档：参考 tar 和 shell 文档，了解可能影响通配符处理的任何更新或更改。
6. 寻求社区支持：如果你仍然无法解决问题，可以考虑联系 LabEx 社区或其他相关支持渠道寻求帮助。

通过遵循最佳实践并准备好进行故障排除，你可以确保可靠且一致地保护 tar 通配符，从而创建强大而灵活的归档和压缩工作流程。

总结

在本教程中，你已经学习了各种保护 tar 通配符不被 shell 展开的方法。从转义特殊字符到利用单引号和双引号，你现在已经掌握了在 tar 命令中有效处理通配符的知识。通过遵循这些最佳实践，即使面对复杂的文件和目录结构，你也可以保护你的备份和归档工作流程，确保 tar 操作可预测且成功。