剖析Shell数组变量${arr[*]}和${arr[@]}的精妙差异

数组变量在 Shell 脚本中的高级用法

简介

在 Shell 脚本中，数组是一种强大的数据结构，可以存储一组相关值。理解数组的各种用法至关重要，它可以极大地增强脚本的效率和可读性。本文将深入探讨 Shell 脚本中数组变量的细微差别，涵盖从声明到高级操作的各个方面。

声明数组变量

要声明一个数组变量，可以使用两种语法：

# 只读数组
declare -r arr=("element1" "element2" "element3")

# 可写数组
declare -a arr=("element1" "element2" "element3")

只读数组的元素不能被修改，而可写数组可以。

元素访问

使用以下语法访问数组元素：

${arr[index]}

其中，index 是数组元素的索引。对于可写数组，还可以使用以下语法进行赋值：

arr[index]="new_value"

循环遍历数组

可以使用 for 循环遍历数组元素：

for element in "${arr[@]}"; do
  # 对每个元素执行操作
done

数组切片

可以使用切片语法来获取数组的子集：

${arr[@]:start:end}

其中，start 和 end 指定切片的开始和结束索引。

数组索引

可以通过以下语法设置数组元素的索引：

unset arr[index]

数组元素

以下语法返回一个由所有数组元素组成的字符串：

${arr[*]}

数组长度

可以使用以下语法获取数组的长度：

${#arr[@]}

数组删除

可以使用以下语法从数组中删除元素：

unset arr[index]

数组合并

可以使用以下语法合并两个数组：

arr+=("new_element1" "new_element2")

数组连接

可以使用以下语法连接两个数组：

new_arr=("${arr[@]}" "${new_arr[@]}")

数组反转

可以使用以下语法反转数组中的元素：

reverse_arr=("${arr[@]}" "${reverse_arr[@]}")

数组查找

可以使用以下语法在数组中查找元素：

if [[ "element" == "${arr[@]}" ]]; then
  # 元素存在于数组中
fi

数组最大值

可以使用以下语法获取数组中的最大值：

max_value=$(printf '%s\n' "${arr[@]}" | sort -n | tail -1)

数组最小值

可以使用以下语法获取数组中的最小值：

min_value=$(printf '%s\n' "${arr[@]}" | sort -n | head -1)

数组平均值

可以使用以下语法获取数组中的平均值：

avg_value=$(awk '{ sum += $1; count++ } END { if (count > 0) print sum / count }' <<< "${arr[@]}")

数组和

可以使用以下语法计算数组中的元素之和：

sum=$(awk '{ sum += $1 } END { print sum }' <<< "${arr[@]}")

数组积

可以使用以下语法计算数组中的元素之积：

product=$(awk '{ product *= $1 } END { print product }' <<< "${arr[@]}")

数组方差

可以使用以下语法计算数组中的元素方差：

variance=$(awk '{ sum += $1; sum_sq += $1 * $1 } END { if (count > 0) print (sum_sq / count) - (sum / count) ^ 2 }' <<< "${arr[@]}")

数组标准差

可以使用以下语法计算数组中的元素标准差：

standard_deviation=$(echo "scale=4; sqrt($variance)" | bc)

数组中位数

可以使用以下语法计算数组中的元素中位数：

median=$(awk '{a[i++]=$1} END { print a[(i+1)/2] }' <<< "${arr[@]}" | sort -n | head -1)

数组众数

可以使用以下语法计算数组中的元素众数：

mode=$(awk '{a[$1]++} END { for (i in a) if (a[i] > max) { max = a[i]; mode = i } }' <<< "${arr[@]}")

数组模式

可以使用以下语法计算数组中的元素模式：

pattern=$(awk '{ for (i=1; i<NF; i++) { if ($i != $(i+1)) { print $i; exit } } }' <<< "${arr[@]}")

数组直方图

可以使用以下语法绘制数组的直方图：

hist=$(awk '{a[$1]++} END { for (i in a) print i, ":", a[i] }' <<< "${arr[@]}")

数组散点图

可以使用以下语法绘制数组的散点图：

scatter=$(awk '{print $1, $2}' <<< "${arr[@]}")

数组热图

可以使用以下语法绘制数组的热图：

heatmap=$(awk '{a[$1,$2]++} END { for (i in a) print i, a[i] }' <<< "${arr[@]}")

数组3D图

可以使用以下语法绘制数组的3D图：

plot=$(awk '{a[$1,$2,$3]++} END { for (i in a) print i, a[i] }' <<< "${arr[@]}")

数组动画

可以使用以下语法制作数组的动画：

anim=$(awk '{a[$1,$2]++} END { for (i in a) print i, a[i] | "gnuplot" }' <<< "${arr[@]}")

数组交互

可以使用以下语法与数组进行交互：

while true; do
  read -p "Enter index: " index
  if [[ -n "$index" ]]; then
    echo "${arr[index]}"
  else
    break
  fi
done

数组可视化

可以使用以下语法对数组进行可视化：

viz=$(awk '{a[$1]++} END { for (i in a) print i, a[i] | "chart.js" }' <<< "${arr[@]}")

结论

掌握 Shell 脚本中数组变量的细微差别至关重要，它可以显著提高脚本的效率和灵活性。本文全面探讨了数组变量的各个方面，从声明到高级操作。通过利用这些功能，你可以轻松地处理和操作数组数据，并为你的脚本带来更多的可读性和可维护性。

常见问题解答

1. 如何声明一个只读数组？

   使用 declare -r 。

2. 如何访问数组的元素？

   使用语法 ${arr[index]}。

3. 如何循环遍历数组中的元素？

   使用 for 循环，如下所示：

   for element in "${arr[@]}"; do
     # 对每个元素执行操作
   done
   

4. 如何获取数组的长度？

   使用语法 ${#arr[@]}。

5. 如何反转数组中的元素？

   使用以下语法：

   reverse_arr=("${arr[@]}" "${reverse_arr[@]}")