Шаблоны подстановки в Linux

В статье «Работа с файлами» вы познакомились с несколькими командами, которые позволяют работать с файлами. Проблема в том, что в том материале мы обрабатывали только один файл. Теперь рассмотрим способ работы сразу с набором файлов. Для этого мы будем использовать шаблоны подстановки (wildcards).

Что такое шаблоны подстановки

Шаблоны подстановки (wildcards) позволяют настраивать фильтры отбора имён файлов и путей. В интернете вы можно встретить и такие названия: джокеры, шаблоны поиска, маски (хотя на самом деле это немного другое).

Как вы помните, когда мы обращаемся к файлу или каталогу в командной строке, мы фактически ссылаемся на его путь. Поэтому когда мы указываем путь, можно использовать так называемые символы подстановки в этом пути, чтобы превратить его в набор файлов или каталогов.

Вот основной набор символов подстановки:

* — для замены нескольких символов (в том числе 0);
? — для замены одиночного символа;
[ ] — для замены определенного набора символов.

Символы подстановки также называют символами-джокерами.

Символ подстановки *

Давайте рассмотрим несколько примеров, которые продемонстрируют, как работает символ подстановки * (звёздочка). Он представляет собой несколько символов (в том числе 0).

Примечание. Для всех приведенных ниже примеров представьте, что мы находимся в каталоге linuxtutorialwork, в котором находятся такие файлы:
• barry.txt, blah.txt;
• bob;
• firstfile, secondfile, thirdfile;
• foo1, foo2, foo3;
• video.mpeg.

Пример 1. Выводим названия файлов, начинающихся с b

В качестве первого примера попробуем вывести все файлы, чьё название начинается с b.

1. user@bash: pwd
2. /home/karpaff/linuxtutorialwork
3. user@bash:
4. user@bash: ls b*
5. barry.txt blah.txt bob
6. user@bash:

Как это работает

На первый взгляд может показаться, что приведенная выше команда ls получает аргумент b*, а затем переводит его в требуемые совпадения.

На самом деле это bash (программа, предоставляющая интерфейс командной строки) выполняет перевод за нас. Когда мы вводим эту команду, bash видит, что мы использовали символы подстановки, и поэтому перед запуском команды (в данном случае ls) заменяет шаблон каждым файлом или каталогом (то есть путем), который соответствует этому шаблону.

Вот, как это происходит:

Мы вводим команду: ls b*
Система переводит эту команду в такой вид: ls barry.txt blah.txt bob
Система выполняет команду из пункта 2.

Сама команда не видит символы подстановки и не знает, что мы их применяли. Это означает, что мы можем использовать их в командной строке когда угодно.

Примечание. Обратите внимание, что мы используем ls в примерах просто потому, что это удобный способ проиллюстрировать работу подстановки. Символы подстановки можно использовать с любой командой.

Пример 2. Выводим все файлы с расширением .txt

Давайте попробуем вывести все файлы с расширением .txt. В этом примере мы используем абсолютный путь. Обратите внимание, что шаблон подстановки работает одинаково, и с абсолютными, и с относительными путями.

1. user@bash: ls /home/karpaff/linuxtutorialwork/*.txt
2. /home/karpaff/linuxtutorialwork/barry.txt /home/karpaff/linuxtutorialwork/blah.txt
3. user@bash:

Символ подстановки ?

Теперь давайте рассмотрим, как работает символ ? (знак вопроса). Он представляет собой 1 любой символ.

Пример 3. Выводим все файлы с именем, вторая символ которого — i

В примере ниже мы выведем все файлы с именем, второй символ равен i. Как видите, шаблон можно строить с помощью нескольких символов подстановки.

1. user@bash: ls ?i*
2. firstfile video.mpeg
3. user@bash:

Пример 4. Выводим все файлы с расширением из 3 букв

Теперь выведем все файлы с расширением из трех букв. Обратите внимание, что video.mpeg не подходит, поскольку имя пути должно точно соответствовать заданному шаблону.

1. user@bash: ls *.???
2. barry.txt blah.txt example.png frog.png
3. user@bash:

Символ подстановки []

И, наконец, символ подстановки [] (квадратные скобки) — для диапазона. В отличие от двух предыдущих символов подстановки, которые позволяли задать несколько символов, [] позволяет задать набор символов.

Давайте выведем все файлы, имя которых начинается с s или v.

Пример 5. Выводим все файлы, имя которых начинается с s или v

1. user@bash: ls [sv]*
2. secondfile video.mpeg
3. user@bash:

В диапазон можно включить готовые наборы символов, используя дефис. Например, если мы хотим вывести каждый файл, имя которого включает в себя цифру, можно использовать диапазон [0-9].

Пример 6. Выводим все файлы, в имени которых есть хотя бы 1 цифра

1. user@bash: ls *[0-9]*
2. foo1 foo2 foo3
3. user@bash:

Инвертированный диапазон

Мы также можем использовать инвертированный диапазон, используя знак ^ (каретка). Он позволяет искать символы, которые не входят в заданный диапазон.

1. user@bash: ls [^a-k]*
2. secondfile thirdfile video.mpeg
3. user@bash:

Примеры из реальной жизни

Приведенные выше примеры иллюстрируют работу символов подстановки. В реальной работе люди используют их повсюду, поэтому вот несколько примеров, которые покажут вам, что еще можно делать с шаблонами.

Помните, что это лишь небольшие кейсы, в которых могут пригодиться wildcards. На самом деле, шаблоны удобно использовать в практически любой ситуации.

Пример 8. Выводим тип файла для каждого файла или папки в каталоге

1. user@bash: file /home/karpaff/*
2. bin: directory
3. Documents: directory
4. frog.png: PNG image data
5. public_html: directory
6. user@bash:

Пример 9. Перемещаем все файлы типа jpg или png в другой каталог.

1. user@bash: mv public_html/*.??g public_html/images/
2. user@bash:

Пример 10. Узнаем размер и время изменения файла .bash_history в домашнем каталоге пользователя

.bash_history — это файл в домашнем каталоге пользователя, который хранит историю команд, введенных пользователем в командной строке. Это скрытый файл.

Как вы можете видеть в этом примере, мы можем использовать подстановочные знаки в любой точке пути.

1. user@bash: ls -lh /home/*/.bash_history
2. -rw------- 1 harry users 2.7K Jan 4 07:32 /home/karpaff/.bash_history
3. -rw------- 1 ryanusers 3.1K Jun 12 21:16 /home/andrew/.bash_history
4. user@bash:

Что нужно запомнить

Можно использовать в любом месте пути файла
Символы подстановки могут использоваться в любой части пути.

Можно использовать везде, где есть путь
Поскольку подстановка символов выполняется системой, а не командой, шаблоны подстановки могут использоваться везде, где используется путь.

Практические задания

Хороший каталог, на котором можно попрактиковаться — это /etc, который содержит файлы конфигурации системы. Как обычный пользователь, вы можете просматривать файлы, но не можете вносить какие-либо изменения, поэтому случайно повредить данный каталог не получится.

Выведите содержимое каталога и посмотрите, что там находится. Затем выберите несколько файлов и подумайте, можно ли создать шаблон для выбора только этих файлов.

Выведите список файлов с определенным расширением.
Выведите файлы, расширение которых состоит только из трех букв.
Выведите файлы, имя которых содержит заглавную букву (подсказка: используйте конструкцию [[: upper:]])
Выведите файлы, имя которых состоит из четырех символов.