为什么要写这篇文章

我相信很多人和我一样，天天在使用linux的shell命令，也大概知道有通配符这么个概念，不过比较模糊。平时也会使用简单的通配符，也许还知道有正则表达式的存在，甚至不清楚两者的区别，往往搞混淆。

我也是同样的问题，从来没有好好地静下心来总结这些东西。其实学习东西还是要踏实，这样才能发挥工具最大的作用，不是吗？本篇文章就shell的通配符来做个总结，方便以后自己查找记忆。注意，这里的shell我指的是bash，因为我几乎就没用过其它的shell，哈哈。

通配符的概念

如果查阅bash的手册或者man文档，我们发现根本压根没有通配符（wildcard）这个字眼，是不是很奇怪呢？进一步查看，转而发现这个通配符概念是路径扩展（英文pathname expansion，或者是文件名扩展（filename expansion））功能中的模式匹配（pattern matching）功能。是不是有点意外呢？

哦，原来在bash中存在很多种形式的扩展（expansion），而路径扩展（或者说文件名扩展）只是其中之一而已，了解这点尤为关键。

那么bash中具体有哪些扩展呢？我们不妨列出来，如下：

brace expansion （花括号扩展）
tilde expansion （波浪号扩展）
parameter and variable expansion （参数和变量扩展）
arithmetic expansion （算术扩展）
command substitution （命令置换）
word splitting （单词分割）
filename expansion （文件名扩展）
process substitution（进程替换）

好，本篇文章强调的通配符概念就是文件名扩展中的模式匹配知识点。OK，那么现在我们的问题就转变成了什么是bash的文件名扩展功能？什么是文件名扩展功能中的模式匹配（pattern matching）？bash又是如何处理这些功能的？

很好理解，就是bash在扫描命令行参数（不了解命令行参数的组成部分的童鞋可以参考文章《学会使用getopt函数》）时会注意操作数（Operands）部分是否有*，?，和[这些特殊模式字符（special pattern characters）。当它发现这些特殊模式字符时，会将它们视为要匹配的模式。通俗点说，就是bash发现参数部分有这些特殊字符时，会扩展这些符号，生成相应的已存在的文件名或者目录名，最后经过排序后传递给命令。

模式匹配

好了，到这里，我们应该了解到，平时说的所谓通配符在bash中的专业叫法是模式匹配（pattern matching）。

这里顺便提一下，这个模式匹配相比正则表达式而言，那是简单多了，有关正则表达式可以参阅这篇文章《正则表达式简单学习记录》。

接下来，就让我们详细地了解bash中的特殊模式字符吧。

首先把上图列出的特殊模式字符分为两类：?、*和[set]是最常见的特殊模式字符，在几乎所有的shell中都支持；而后5项是bash的扩展特殊字符，如果想使用，请确保extglob是设置着的，即shopt -s extglob.

好了，接下来结合实际的例子来学些这些特殊模式字符吧！首先是常见的特殊模式字符。

特殊模式字符?匹配任何的单一字符。因此如果目录下有whizprog.c、whizprog.log与whizprog.o这三个文件，那么表达式whizprog.?匹配的结果是whizprog.c和whizprog.o，但是whizprog.log不匹配。

特殊模式字符*是一个功能强大而且广为使用的通配符，它匹配于任何字符组成的字符串（包括空字符串）。表达式whiziprog.*匹配前面提到的三个文件；网页设计人员可以使用*.html表达式匹配他们的所有输入文件。

关于特殊模式字符*，bash有个选项globstar来控制连续两个星号的行为，即出现**的情况：

什么意思呢？意思就是说选项globstar在disable（shopt -u globstar）情况下，**和*的行为是一样的（即**和*匹配当前目录下的所有文件名和目录名，**/和*/匹配当前目录下的所有目录名）。但是一旦enable（shopt -s globstar），那么**就会递归匹配所有的文件和目录，而**/仅会递归匹配所有的目录。通过以下实例可以看出实际区别：

[10:06:14@astrol:/etc/systemd]# pwd && ls
/etc/systemd
journald.conf  logind.conf  network  resolved.conf  system  system.conf  timesyncd.conf  user  user.conf
[10:06:28@astrol:/etc/systemd]# shopt globstar
globstar        off
[10:06:36@astrol:/etc/systemd]#
[10:06:38@astrol:/etc/systemd]# echo *; echo **
journald.conf logind.conf network resolved.conf system system.conf timesyncd.conf user user.conf
journald.conf logind.conf network resolved.conf system system.conf timesyncd.conf user user.conf
[10:06:46@astrol:/etc/systemd]# echo */; echo **/
network/ system/ user/
network/ system/ user/
[10:06:53@astrol:/etc/systemd]# shopt -s globstar
[10:07:00@astrol:/etc/systemd]# echo *; echo **
journald.conf logind.conf network resolved.conf system system.conf timesyncd.conf user user.conf
journald.conf logind.conf network network/90-mac-for-usb.link network/99-default.link resolved.conf system system/basic.target.wants system/basic.target.wants/live-config.service system/clamav-daemon.service.d system/clamav-daemon.service.d/extend.conf system.conf system/dbus-org.freedesktop.ModemManager1.service system/dbus-org.freedesktop.nm-dispatcher.service system/default.target system/display-manager.service system/getty.target.wants system/getty.target.wants/getty@tty1.service system/graphical.target.wants system/graphical.target.wants/accounts-daemon.service system/hibernate.target.wants system/hibernate.target.wants/anacron-resume.service system/hybrid-sleep.target.wants system/hybrid-sleep.target.wants/anacron-resume.service system/iodined.service system/multi-user.target.wants system/multi-user.target.wants/anacron.service system/multi-user.target.wants/binfmt-support.service system/multi-user.target.wants/console-setup.service system/multi-user.target.wants/cron.service system/multi-user.target.wants/inetd.service system/multi-user.target.wants/irqbalance.service system/multi-user.target.wants/live-tools.service system/multi-user.target.wants/ModemManager.service system/multi-user.target.wants/networking.service system/multi-user.target.wants/NetworkManager.service system/multi-user.target.wants/nmbd.service system/multi-user.target.wants/openbsd-inetd.service system/multi-user.target.wants/pppd-dns.service system/multi-user.target.wants/remote-fs.target system/multi-user.target.wants/rsync.service system/multi-user.target.wants/rsyslog.service system/multi-user.target.wants/smartd.service system/multi-user.target.wants/smbd.service system/multi-user.target.wants/ssh.service system/multi-user.target.wants/vsftpd.service system/network-online.target.wants system/network-online.target.wants/networking.service system/samba-ad-dc.service system/sockets.target.wants system/sockets.target.wants/dm-event.socket system/sockets.target.wants/pcscd.socket system/sockets.target.wants/uuidd.socket system/sshd.service system/suspend.target.wants system/suspend.target.wants/anacron-resume.service system/sysinit.target.wants system/sysinit.target.wants/keyboard-setup.service system/sysinit.target.wants/lvm2-lvmetad.socket system/sysinit.target.wants/lvm2-lvmpolld.socket system/sysinit.target.wants/systemd-timesyncd.service system/syslog.service timesyncd.conf user user.conf
[10:07:05@astrol:/etc/systemd]#
[10:08:12@astrol:/etc/systemd]# echo */; echo **/
network/ system/ user/
network/ system/ system/basic.target.wants/ system/clamav-daemon.service.d/ system/getty.target.wants/ system/graphical.target.wants/ system/hibernate.target.wants/ system/hybrid-sleep.target.wants/ system/multi-user.target.wants/ system/network-online.target.wants/ system/sockets.target.wants/ system/suspend.target.wants/ system/sysinit.target.wants/ user/
[10:08:23@astrol:/etc/systemd]#

OK，接着看特殊模式字符[set]，它与特殊模式字符?很相似，但允许匹配的更确切，把所有想要匹配的字符放在[ ]内，结果匹配其中的任一字符。可以使用波折号-表示范围，也可以使用第一个字符是!或者是^来表示反向匹配。举例如下：

whiziprog.[co]与whizprog.[a-z]匹配文件whizprog.c和whizprog.o，但不匹配文件whizprog.log。

[abc]和[a-c]匹配字符a、b或c

[!0-9]或者[^0-9]匹配任何一个非数字字符

[a-zA-Z0-9_-]匹配任何一个字母、任何一个数字、下划线或者破折号（假设ASCII环境下）。

好了，介绍完了几个常见的特殊模式字符后，我们来看看bash的几个扩展特殊模式字符。使用它们之前，请确保选项extglob是打开的（shopt -s extglob）。

怎么说呢，有了这几个扩展的特殊模式字符，就使得模式匹配有了点正则表达式的味道，自此模式匹配也有了重复、可选的功能了。