Metazeichen und Quoting

Die Shell ersetzt, bevor das Programm startet

Schritt 4 der Arbeitsweise: Bevor die Shell ein Programm aufruft, ersetzt sie bestimmte Zeichen in der Befehlszeile. Das Programm sieht nur das Resultat. Wenn du ls *.txt tippst, bekommt ls nie den Stern zu sehen, sondern die fertige Liste a.txt b.txt c.txt. Diese Zeichen mit Sonderbedeutung heissen Metazeichen. Wer sie kennt, kann sie gezielt einsetzen und bei Bedarf gezielt abschalten.

Verzeichnis-Abkürzungen

Zeichen	Bedeutung
~	Dein Home-Verzeichnis, ~anna das von anna
.	Das aktuelle Verzeichnis
..	Das übergeordnete Verzeichnis
-	Bei cd -: das vorherige Verzeichnis

~ wird nur am Anfang eines Wortes ersetzt. echo ~/bin gibt /home/du/bin, aber echo "~/bin" gibt ~/bin. Diesen Stolperstein triffst du gleich noch einmal.

Globs: Muster für Dateinamen

Muster	Bedeutung	Beispiel	Passt auf
*	beliebig viele Zeichen, auch keines	*.conf	hosts.conf, .conf
?	genau ein Zeichen	Radiu?	Radius, Radium
[abc]	eines der aufgezählten Zeichen	tty[123]	tty1, tty2, tty3
[a-z]	eines aus dem Bereich	[a-c]*	alles, das mit a, b oder c beginnt
[!a-z] oder [^a-z]	keines der Zeichen	D[!0-9]L	DaL, aber nicht D3L

Die Shell sucht alle Dateinamen, die auf das Muster passen, und setzt sie alphabetisch sortiert an die Stelle des Musters. Zwei Regeln, die oft überraschen:

• * passt nicht auf Dateien, die mit einem Punkt beginnen. Versteckte Dateien brauchen .* oder .bash*.
• Passt kein Dateiname, bleibt das Muster unverändert stehen und das Programm bekommt den Stern wörtlich. ls *.xyz meldet dann cannot access '*.xyz'.

Hands-on: echo ist das beste Werkzeug, um zu sehen, was die Shell aus einem Muster macht, bevor du es an rm oder mv übergibst.

cd /etc
echo *.conf
echo host?
ls -d [a-d]*
ls -d [!a-z]*
ls /dev/tty[0-3]
echo *.xyz

Brace Expansion

Geschweifte Klammern erzeugen Wortvarianten. Anders als Globs schauen sie nicht ins Dateisystem, sondern produzieren einfach Text:

echo {a,b,c}
echo datei.{txt,md,pdf}
echo {1..5}
echo {01..10}
echo {a..e}

Das ist praktisch, um Strukturen anzulegen oder Backups zu benennen:

mkdir -p ~/projekt/{src,docs,tests}
ls ~/projekt
touch ~/projekt/docs/kapitel-{1..3}.md
cp /etc/hosts /tmp/hosts.bak
cp /tmp/hosts{.bak,.kopie}

Die letzte Zeile wird zu cp /tmp/hosts.bak /tmp/hosts.kopie. Ein Alltags-Trick: cp datei.conf{,.bak} erzeugt datei.conf.bak.

Das Escape-Zeichen

Ein Backslash \ nimmt dem nächsten Zeichen seine Sonderbedeutung:

cd /tmp
touch 'alle*imAll.txt' alle8imAll.txt
ls alle*imAll.txt
ls alle\*imAll.txt
rm alle\*imAll.txt alle8imAll.txt

Der dritte Befehl zeigt beide Dateien, der vierte nur die mit dem wörtlichen Stern. Ein Backslash am Zeilenende hebt den Zeilenumbruch auf, damit kannst du lange Befehle über mehrere Zeilen schreiben.

Die drei Arten von Quoting

Statt jedes Zeichen einzeln zu maskieren, setzt du Anführungszeichen. Es gibt drei Varianten mit klaren Regeln:

Art	Was die Shell noch ersetzt	Typischer Einsatz
'...' einfach	nichts, jedes Zeichen bleibt wörtlich	Suchmuster für grep, sed, awk, feste Texte
"..." doppelt	$ (Variablen, $(...)), ` und \	alles, was Variablen enthält
\ Backslash	nur das eine folgende Zeichen bleibt wörtlich	einzelnes Sonderzeichen

Innerhalb beider Arten von Anführungszeichen bleiben Leerzeichen, Globs und Klammern erhalten. Der einzige Unterschied ist, ob $ noch arbeitet.

Hands-on:

echo $HOME
echo "$HOME"
echo '$HOME'
echo \$HOME
echo "Mein Home ist $HOME, *.conf bleibt stehen"
echo 'Preis: 5$ (ohne Variable)'
echo "Anführungszeichen \"innen\" gehen mit Backslash"
echo 'Ein Apostroph geht nicht in '\''einfachen'\'' Anführungszeichen'

Die letzte Zeile ist der bekannte Trick: Ein Apostroph in einfachen Anführungszeichen schreibt man als '\'' (Quoting schliessen, Apostroph maskieren, Quoting öffnen). In der Praxis nimmst du in diesem Fall besser doppelte Anführungszeichen.

Kommandosubstitution

$(befehl) wird durch die Ausgabe des Befehls ersetzt. So landet ein Resultat in einer Variable oder mitten in einem Satz:

echo "Heute ist $(date +%A), es ist $(date +%H:%M) Uhr"
anzahl=$(ls /etc | wc -l)
echo "In /etc liegen $anzahl Einträge"
echo "Kernel: $(uname -r) auf $(hostname)"

Die ältere Schreibweise mit Backticks `befehl` siehst du noch in vielen alten Skripten. Sie funktioniert, lässt sich aber schlecht verschachteln und ist leicht mit einfachen Anführungszeichen zu verwechseln. Schreibe immer $(...).

Warum Variablen in Anführungszeichen gehören

Jetzt kommt das Zusammenspiel von Schritt 1 (Wörter trennen) und Schritt 4 (ersetzen). Die Shell ersetzt zuerst die Variable und zerlegt das Resultat danach an Leerzeichen in Wörter. Ohne Anführungszeichen wird aus einem Dateinamen mit Leerzeichen plötzlich zwei Argumente.

Hands-on:

cd /tmp
datei="Mein Bericht.txt"
touch "$datei"
ls -l $datei
ls -l "$datei"

Was erwartest du? Der erste ls sucht zwei Dateien, Mein und Bericht.txt, und findet keine davon. Der zweite findet die richtige. Dasselbe gilt für rm, mv, cp und jedes Skript. Darum lautet die Regel:

Regel

Variablen und Kommandosubstitutionen stehen immer in doppelten Anführungszeichen: "$datei", "$(befehl)", "$1", "$@". Die Ausnahmen, bei denen du sie bewusst weglässt, kannst du an einer Hand abzählen. ShellCheck meldet jede vergessene Stelle als SC2086.

Auch bei Schleifen über Dateien zahlt sich das aus. Globs liefern die Namen korrekt, selbst mit Leerzeichen, solange du die Variable in der Schleife wieder quotest:

touch "Zweiter Bericht.txt"
for f in *.txt; do echo "Datei: $f"; done
rm "Mein Bericht.txt" "Zweiter Bericht.txt"

echo oder printf

echo reicht für einfache Meldungen. Sobald Formatierung oder Zeichen wie \n ins Spiel kommen, verhält sich echo je nach Shell unterschiedlich. printf funktioniert überall gleich und kennt Formatangaben wie in C oder Python:

printf 'Name: %s, Alter: %d\n' "Anna" 17
printf '%-12s %6s\n' "Datei" "Grösse"
printf '%-12s %6d\n' "hosts" 221 "passwd" 2856
printf '%s\n' "$HOME" "$USER"

%s ist ein Text, %d eine ganze Zahl, %-12s ein linksbündiger Text mit zwölf Zeichen Breite. Das Format kommt in einfache Anführungszeichen, die Werte dahinter in doppelte. Hat printf mehr Werte als Platzhalter, wiederholt es das Format, darum gibt die letzte Zeile zwei Zeilen aus.

Aufgabe 7.3 · Quoting durchschauen

Zeichne eine Sitzung mit script labs/linux/07-shell/quoting.txt auf. Arbeite in /tmp:

1. Lege mit einem Befehl die Verzeichnisse kurs/modul-01 bis kurs/modul-05 an und zeige sie mit ls.
2. Lege mit einem Befehl in jedem dieser Verzeichnisse die Dateien notizen.md und aufgaben.md an (Tipp: zwei Brace Expansions in einem Wort). Zähle mit find kurs -type f | wc -l nach, ob es zehn sind.
3. Zeige mit ls -d nur die Verzeichnisse modul-02 und modul-04, mit einem einzigen Glob.
4. Gib mit echo die Zeile Der Wert von $HOME ist /home/dein-name aus, wobei der zweite Teil tatsächlich aus der Variable kommt. Schreibe als Kommentar, welche Quoting-Arten du kombiniert hast.
5. Lege die Datei Mein Protokoll.txt an, speichere ihren Namen in einer Variable und zeige mit ls -l einmal mit und einmal ohne Anführungszeichen, was passiert. Erkläre den Unterschied als Kommentar.
6. Gib mit printf eine zweispaltige Tabelle aus: Benutzername und Home-Verzeichnis aus $USER und $HOME, die erste Spalte 10 Zeichen breit.
7. Räume mit rm -r kurs "Mein Protokoll.txt" auf.

Lösung anzeigen

cd /tmp
mkdir -p kurs/modul-0{1..5}
ls kurs
touch kurs/modul-0{1..5}/{notizen,aufgaben}.md
find kurs -type f | wc -l
ls -d kurs/modul-0[24]
echo 'Der Wert von $HOME ist '"$HOME"
# Antwort 4: einfache Anführungszeichen für den festen Teil mit $, doppelte für die Variable.
#            Geht auch: echo "Der Wert von \$HOME ist $HOME"
datei="Mein Protokoll.txt"
touch "$datei"
ls -l $datei
ls -l "$datei"
# Antwort 5: Ohne Anführungszeichen zerlegt die Shell den Wert an Leerzeichen in zwei Argumente,
#            ls sucht darum "Mein" und "Protokoll.txt" und findet keines von beiden.
printf '%-10s %s\n' "$USER" "$HOME"
rm -r kurs "Mein Protokoll.txt"

Selbstcheck · 6 Fragen

1. Was bekommt ls zu sehen, wenn du `ls *.txt` tippst und a.txt und b.txt existieren?

Den Text *.txtDie zwei Argumente a.txt und b.txtEine Liste aller Dateien

Die Shell ersetzt das Muster, bevor ls startet. ls weiss nichts vom Stern.

2. Was gibt `echo '$HOME'` aus?

/home/du$HOMEEinen Fehler

In einfachen Anführungszeichen wird nichts ersetzt.

3. Was wird in doppelten Anführungszeichen noch ersetzt?

Globs wie *Variablen und $(...)Brace Expansion {a,b}

4. Welche Dateien erzeugt `touch datei.{txt,md}`?

datei.{txt,md}datei.txt und datei.mdNur datei.txt

5. Warum gehört `$datei` in Anführungszeichen?

Weil es sonst ein Syntaxfehler istWeil der Wert sonst an Leerzeichen in mehrere Argumente zerlegt wirdWeil Variablen sonst leer sind

6. Welche Schreibweise für Kommandosubstitution ist zu bevorzugen?

`befehl`$(befehl)${befehl}

$(...) ist lesbarer und lässt sich verschachteln. Backticks sind veraltet, ${...} ist Variablen vorbehalten.

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Weiterführend

• man bash, Abschnitte «QUOTING» und «EXPANSION»
• Bash Reference Manual: Quoting
• ShellCheck SC2086, warum Variablen Anführungszeichen brauchen