shell脚本中的关联数组

Question

我们需要一个模拟关联数组或类似映射的数据结构的脚本来进行 shell 脚本编写。 有人可以让我们知道它是如何完成的吗？

Answer 1

几年前，我为 bash 编写了脚本库，它支持关联数组以及其他功能（日志记录、配置文件、对命令行参数的扩展支持、生成帮助、单元测试等）。 该库包含关联数组的包装器，并自动切换到适当的模型（bash4 的内部模型和以前版本的模拟模型）。 它被称为 shell-framework，托管在 origo.ethz.ch，但今天该资源已关闭。 如果有人还需要的话我可以分享给你。

Answer 2

回复较晚，但请考虑以这种方式解决问题，使用 bash 内置 read，如后面的 ufw 防火墙脚本的代码片段所示。 此方法的优点是可以根据需要使用尽可能多的分隔字段集（不仅仅是 2 个）。 我们使用了 | 分隔符，因为端口范围说明符可能需要冒号，即 6001:6010。

#!/usr/bin/env bash

readonly connections=(       
                            '192.168.1.4/24|tcp|22'
                            '192.168.1.4/24|tcp|53'
                            '192.168.1.4/24|tcp|80'
                            '192.168.1.4/24|tcp|139'
                            '192.168.1.4/24|tcp|443'
                            '192.168.1.4/24|tcp|445'
                            '192.168.1.4/24|tcp|631'
                            '192.168.1.4/24|tcp|5901'
                            '192.168.1.4/24|tcp|6566'
)

function set_connections(){
    local range proto port
    for fields in ${connections[@]}
    do
            IFS=
|' read -r range proto port <<< "$fields"
            ufw allow from "$range" proto "$proto" to any port "$port"
    done
}

set_connections

Answer 3

如果可移植性不是您主要关心的问题，另一种选择是使用 shell 中内置的关联数组。 这应该可以在 bash 4.0（现在在大多数主要发行版上可用，但不能在 OS X 上使用，除非您自己安装）、ksh 和 zsh 中工作：

declare -A newmap
newmap[name]="Irfan Zulfiqar"
newmap[designation]=SSE
newmap[company]="My Own Company"

echo ${newmap[company]}
echo ${newmap[name]}

根据 shell，您可能需要执行 typeset -A newmap< /code> 而不是 declare -A newmap，或者在某些情况下可能根本没有必要。

Answer 4

另一种非 bash 4 方式。

#!/bin/bash

# A pretend Python dictionary with bash 3 
ARRAY=( "cow:moo"
        "dinosaur:roar"
        "bird:chirp"
        "bash:rock" )

for animal in "${ARRAY[@]}" ; do
    KEY=${animal%%:*}
    VALUE=${animal#*:}
    printf "%s likes to %s.\n" "$KEY" "$VALUE"
done

echo -e "${ARRAY[1]%%:*} is an extinct animal which likes to ${ARRAY[1]#*:}\n"

您也可以在其中添加一个 if 语句进行搜索。 如果[[ $var =~ /blah/ ]]。
管他呢。

Answer 5

我认为您需要退一步思考一下映射或关联数组到底是什么。 它只是一种存储给定键的值并快速有效地取回该值的方法。 您可能还希望能够迭代键以检索每个键值对，或删除键及其关联值。

现在，考虑一下您在 shell 脚本编写中一直使用的数据结构，甚至只是在 shell 中而不编写脚本，它也具有这些属性。 难住了吗？ 这是文件系统。

实际上，在 shell 编程中，您所需要的关联数组只是一个临时目录。 mktemp -d 是关联数组构造函数：

prefix=$(basename -- "$0")
map=$(mktemp -dt ${prefix})
echo >${map}/key somevalue
value=$(cat ${map}/key)

如果您不喜欢使用 echo 和 cat，您可以随时编写一些小包装器； 这些是根据 Irfan 的模型建模的，尽管它们只是输出值而不是设置任意变量，例如 $value：

#!/bin/sh

prefix=$(basename -- "$0")
mapdir=$(mktemp -dt ${prefix})
trap 'rm -r ${mapdir}' EXIT

put() {
  [ "$#" != 3 ] && exit 1
  mapname=$1; key=$2; value=$3
  [ -d "${mapdir}/${mapname}" ] || mkdir "${mapdir}/${mapname}"
  echo $value >"${mapdir}/${mapname}/${key}"
}

get() {
  [ "$#" != 2 ] && exit 1
  mapname=$1; key=$2
  cat "${mapdir}/${mapname}/${key}"
}

put "newMap" "name" "Irfan Zulfiqar"
put "newMap" "designation" "SSE"
put "newMap" "company" "My Own Company"

value=$(get "newMap" "company")
echo $value

value=$(get "newMap" "name")
echo $value

edit：这种方法实际上比线性方法快得多使用提问者建议的 sed 进行搜索，并且更健壮（它允许键和值包含 -、=、空格、qnd“:SP:”）。 它使用文件系统这一事实并不会使它变慢；相反，它会变得更慢。 实际上，除非您调用 sync，否则永远不能保证这些文件会被写入磁盘； 对于像这样寿命较短的临时文件，其中许多文件很可能永远不会写入磁盘。

我使用以下驱动程序对 Irfan 的代码、Jerry 对 Irfan 的代码的修改以及我的代码进行了一些基准测试：

#!/bin/sh

mapimpl=$1
numkeys=$2
numvals=$3

. ./${mapimpl}.sh    #/ <- fix broken stack overflow syntax highlighting

for (( i = 0 ; $i < $numkeys ; i += 1 ))
do
    for (( j = 0 ; $j < $numvals ; j += 1 ))
    do
        put "newMap" "key$i" "value$j"
        get "newMap" "key$i"
    done
done

结果：

    $ time ./driver.sh irfan 10 5

    real    0m0.975s
    user    0m0.280s
    sys     0m0.691s

    $ time ./driver.sh brian 10 5

    real    0m0.226s
    user    0m0.057s
    sys     0m0.123s

    $ time ./driver.sh jerry 10 5

    real    0m0.706s
    user    0m0.228s
    sys     0m0.530s

    $ time ./driver.sh irfan 100 5

    real    0m10.633s
    user    0m4.366s
    sys     0m7.127s

    $ time ./driver.sh brian 100 5

    real    0m1.682s
    user    0m0.546s
    sys     0m1.082s

    $ time ./driver.sh jerry 100 5

    real    0m9.315s
    user    0m4.565s
    sys     0m5.446s

    $ time ./driver.sh irfan 10 500

    real    1m46.197s
    user    0m44.869s
    sys     1m12.282s

    $ time ./driver.sh brian 10 500

    real    0m16.003s
    user    0m5.135s
    sys     0m10.396s

    $ time ./driver.sh jerry 10 500

    real    1m24.414s
    user    0m39.696s
    sys     0m54.834s

    $ time ./driver.sh irfan 1000 5

    real    4m25.145s
    user    3m17.286s
    sys     1m21.490s

    $ time ./driver.sh brian 1000 5

    real    0m19.442s
    user    0m5.287s
    sys     0m10.751s

    $ time ./driver.sh jerry 1000 5

    real    5m29.136s
    user    4m48.926s
    sys     0m59.336s

Answer 6

要添加到 Irfan 的答案，这里是 get() 的更短、更快的版本，因为它不需要迭代地图内容：

get() {
    mapName=$1; key=$2

    map=${!mapName}
    value="$(echo $map |sed -e "s/.*--${key}=\([^ ]*\).*/\1/" -e 's/:SP:/ /g' )"
}

Answer 7

另一种非 bash-4（即 bash 3，Mac 兼容）方式：

val_of_key() {
    case $1 in
        'A1') echo 'aaa';;
        'B2') echo 'bbb';;
        'C3') echo 'ccc';;
        *) echo 'zzz';;
    esac
}

for x in 'A1' 'B2' 'C3' 'D4'; do
    y=$(val_of_key "$x")
    echo "$x => $y"
done

打印：

A1 => aaa
B2 => bbb
C3 => ccc
D4 => zzz

带有 case 的函数就像一个关联数组。 不幸的是，它不能使用 return ，因此它必须回显其输出，但这不是问题，除非您是一个避免分叉子 shell 的纯粹主义者。

Answer 8

####################################################################
# Bash v3 does not support associative arrays
# and we cannot use ksh since all generic scripts are on bash
# Usage: map_put map_name key value
#
function map_put
{
    alias "${1}$2"="$3"
}

# map_get map_name key
# @return value
#
function map_get
{
    alias "${1}$2" | awk -F"'" '{ print $2; }'
}

# map_keys map_name 
# @return map keys
#
function map_keys
{
    alias -p | grep $1 | cut -d'=' -f1 | awk -F"$1" '{print $2; }'
}

例子：

mapName=$(basename $0)_map_
map_put $mapName "name" "Irfan Zulfiqar"
map_put $mapName "designation" "SSE"

for key in $(map_keys $mapName)
do
    echo "$key = $(map_get $mapName $key)
done

Answer 9

Bash4 本身就支持这一点。 不要使用 grep 或 eval，它们是最丑陋的 hack。

有关示例代码的详细答案，请参阅：
https://stackoverflow.com/questions/3467959

Answer 10

对于 Bash 3，有一种特殊情况有一个很好且简单的解决方案：

如果您不想处理大量变量，或者键只是无效的变量标识符，那么您的数组是可以保证的要少于 256 个项目，您可以滥用函数返回值。 该解决方案不需要任何子 shell，因为该值可以随时作为变量使用，也不需要任何迭代，因此性能极高。 而且它的可读性非常好，几乎就像 Bash 4 版本一样。

这是最基本的版本：

hash_index() {
    case $1 in
        'foo') return 0;;
        'bar') return 1;;
        'baz') return 2;;
    esac
}

hash_vals=("foo_val"
           "bar_val"
           "baz_val");

hash_index "foo"
echo ${hash_vals[$?]}

请记住，在 case 中使用单引号，否则可能会发生通配。 从一开始就对静态/冻结哈希非常有用，但是可以从 hash_keys=() 数组编写索引生成器。

请注意，它默认为第一个元素，因此您可能需要保留第零个元素：

hash_index() {
    case $1 in
        'foo') return 1;;
        'bar') return 2;;
        'baz') return 3;;
    esac
}

hash_vals=("",           # sort of like returning null/nil for a non existent key
           "foo_val"
           "bar_val"
           "baz_val");

hash_index "foo" || echo ${hash_vals[$?]}  # It can't get more readable than this

警告：长度现在不正确。

或者，如果您想保持从零开始的索引，您可以保留另一个索引值并防止不存在的键，但它的可读性较差：

hash_index() {
    case $1 in
        'foo') return 0;;
        'bar') return 1;;
        'baz') return 2;;
        *)   return 255;;
    esac
}

hash_vals=("foo_val"
           "bar_val"
           "baz_val");

hash_index "foo"
[[ $? -ne 255 ]] && echo ${hash_vals[$?]}

或者，为了保持长度正确，请将索引偏移一：

hash_index() {
    case $1 in
        'foo') return 1;;
        'bar') return 2;;
        'baz') return 3;;
    esac
}

hash_vals=("foo_val"
           "bar_val"
           "baz_val");

hash_index "foo" || echo ${hash_vals[$(($? - 1))]}

Answer 11

现在回答这个问题。

以下脚本模拟 shell 脚本中的关联数组。 它简单且非常容易理解。

Map 只是一个永无止境的字符串，其中 keyValuePair 保存为
--name=Irfan --designation=SSE --company=My:SP:Own:SP:Company

空格被替换为 ':SP:' 值

put() {
    if [ "$#" != 3 ]; then exit 1; fi
    mapName=$1; key=$2; value=`echo $3 | sed -e "s/ /:SP:/g"`
    eval map="\"\$mapName\""
    map="`echo "$map" | sed -e "s/--$key=[^ ]*//g"` --$key=$value"
    eval $mapName="\"$map\""
}

get() {
    mapName=$1; key=$2; valueFound="false"

    eval map=\$mapName

    for keyValuePair in ${map};
    do
        case "$keyValuePair" in
            --$key=*) value=`echo "$keyValuePair" | sed -e 's/^[^=]*=//'`
                      valueFound="true"
        esac
        if [ "$valueFound" == "true" ]; then break; fi
    done
    value=`echo $value | sed -e "s/:SP:/ /g"`
}

put "newMap" "name" "Irfan Zulfiqar"
put "newMap" "designation" "SSE"
put "newMap" "company" "My Own Company"

get "newMap" "company"
echo $value

get "newMap" "name"
echo $value

编辑：刚刚添加了另一种方法来获取所有键。

getKeySet() {
    if [ "$#" != 1 ]; 
    then 
        exit 1; 
    fi

    mapName=$1; 

    eval map="\"\$mapName\""

    keySet=`
           echo $map | 
           sed -e "s/=[^ ]*//g" -e "s/\([ ]*\)--/\1/g"
          `
}

Answer 12

您可以使用动态变量名称，并让变量名称像哈希映射的键一样工作。

例如，如果您有一个包含两列的输入文件，名称、信用，如下例所示，并且您想要对每个用户的收入求和：

Mary 100
John 200
Mary 50
John 300
Paul 100
Paul 400
David 100

下面的命令将使用动态变量作为键，以以下形式对所有内容求和： map_${person}：

while read -r person money; ((map_$person+=$money)); done < <(cat INCOME_REPORT.log)

读取结果：

set | grep map

输出将是：

map_David=100
map_John=500
map_Mary=150
map_Paul=500

为了详细说明这些技术，我正在 GitHub 上开发一个与 HashMap 对象 一样工作的函数，shell_map。

为了创建“HashMap 实例”，shell_map 函数能够以不同的名称创建自身的副本。 每个新函数副本都将具有不同的 $FUNCNAME 变量。 然后使用 $FUNCNAME 为每个 Map 实例创建一个命名空间。

映射键是全局变量，格式为 $FUNCNAME_DATA_$KEY，其中 $KEY 是添加到映射的键。 这些变量是动态的变量。

下面我将提供它的简化版本，以便您可以用作示例。

#!/bin/bash

shell_map () {
    local METHOD="$1"

    case $METHOD in
    new)
        local NEW_MAP="$2"

        # loads shell_map function declaration
        test -n "$(declare -f shell_map)" || return

        # declares in the Global Scope a copy of shell_map, under a new name.
        eval "${_/shell_map/$2}"
    ;;
    put)
        local KEY="$2"  
        local VALUE="$3"

        # declares a variable in the global scope
        eval ${FUNCNAME}_DATA_${KEY}='$VALUE'
    ;;
    get)
        local KEY="$2"
        local VALUE="${FUNCNAME}_DATA_${KEY}"
        echo "${!VALUE}"
    ;;
    keys)
        declare | grep -Po "(?<=${FUNCNAME}_DATA_)\w+((?=\=))"
    ;;
    name)
        echo $FUNCNAME
    ;;
    contains_key)
        local KEY="$2"
        compgen -v ${FUNCNAME}_DATA_${KEY} > /dev/null && return 0 || return 1
    ;;
    clear_all)
        while read var; do  
            unset $var
        done < <(compgen -v ${FUNCNAME}_DATA_)
    ;;
    remove)
        local KEY="$2"
        unset ${FUNCNAME}_DATA_${KEY}
    ;;
    size)
        compgen -v ${FUNCNAME}_DATA_${KEY} | wc -l
    ;;
    *)
        echo "unsupported operation '$1'."
        return 1
    ;;
    esac
}

用法：

shell_map new credit
credit put Mary 100
credit put John 200
for customer in `credit keys`; do 
    value=`credit get $customer`       
    echo "customer $customer has $value"
done
credit contains_key "Mary" && echo "Mary has credit!"

Answer 13

正如已经提到的，我发现最好的执行方法是将键/值写入文件，然后使用 grep/awk 检索它们。 这听起来像是各种不必要的 IO，但磁盘缓存启动并使其极其高效——比尝试使用上述方法之一将它们存储在内存中要快得多（如基准测试所示）。

这是我喜欢的一种快速、干净的方法：

hinit() {
    rm -f /tmp/hashmap.$1
}

hput() {
    echo "$2 $3" >> /tmp/hashmap.$1
}

hget() {
    grep "^$2 " /tmp/hashmap.$1 | awk '{ print $2 };'
}

hinit capitols
hput capitols France Paris
hput capitols Netherlands Amsterdam
hput capitols Spain Madrid

echo `hget capitols France` and `hget capitols Netherlands` and `hget capitols Spain`

如果您想强制每个键使用单值，您还可以在 hput() 中执行一些 grep/sed 操作。

Answer 14

如果 jq 可用，则添加另一个选项：

export NAMES="{
  \"Mary\":\"100\",
  \"John\":\"200\",
  \"Mary\":\"50\",
  \"John\":\"300\",
  \"Paul\":\"100\",
  \"Paul\":\"400\",
  \"David\":\"100\"
}"
export NAME=David
echo $NAMES | jq --arg v "$NAME" '.[$v]' | tr -d '"' 

Answer 15

遗憾的是我之前没有看到这个问题 - 我已经编写了库 shell-framework ，其中其中包含地图（关联数组）。 它的最新版本可以在此处找到。

例子：

#!/bin/bash 
#include map library
shF_PATH_TO_LIB="/usr/lib/shell-framework"
source "${shF_PATH_TO_LIB}/map"

#simple example get/put
putMapValue "mapName" "mapKey1" "map Value 2"
echo "mapName[mapKey1]: $(getMapValue "mapName" "mapKey1")"

#redefine old value to new
putMapValue "mapName" "mapKey1" "map Value 1"
echo "after change mapName[mapKey1]: $(getMapValue "mapName" "mapKey1")"

#add two new pairs key/values and print all keys
putMapValue "mapName" "mapKey2" "map Value 2"
putMapValue "mapName" "mapKey3" "map Value 3"
echo -e "mapName keys are \n$(getMapKeys "mapName")"

#create new map
putMapValue "subMapName" "subMapKey1" "sub map Value 1"
putMapValue "subMapName" "subMapKey2" "sub map Value 2"

#and put it in mapName under key "mapKey4"
putMapValue "mapName" "mapKey4" "subMapName"

#check if under two key were placed maps
echo "is map mapName[mapKey3]? - $(if isMap "$(getMapValue "mapName" "mapKey3")" ; then echo Yes; else echo No; fi)"
echo "is map mapName[mapKey4]? - $(if isMap "$(getMapValue "mapName" "mapKey4")" ; then echo Yes; else echo No; fi)"

#print map with sub maps
printf "%s\n" "$(mapToString "mapName")"

Answer 16

Shell没有内置的映射之类的数据结构，我使用原始字符串来描述项目，如下所示：

ARRAY=(
    "item_A|attr1|attr2|attr3"
    "item_B|attr1|attr2|attr3"
    "..."
)

当提取项目及其属性时：

for item in "${ARRAY[@]}"
do
    item_name=$(echo "${item}"|awk -F "|" '{print $1}')
    item_attr1=$(echo "${item}"|awk -F "|" '{print $2}')
    item_attr2=$(echo "${item}"|awk -F "|" '{print $3}')

    echo "${item_name}"
    echo "${item_attr1}"
    echo "${item_attr2}"
done

这似乎比其他人的答案不聪明，但对于新的shell新手来说很容易理解。

Answer 17

我修改了 Vadim 的解决方案，如下所示：

####################################################################
# Bash v3 does not support associative arrays
# and we cannot use ksh since all generic scripts are on bash
# Usage: map_put map_name key value
#
function map_put
{
    alias "${1}$2"="$3"
}

# map_get map_name key
# @return value
#
function map_get {
    if type -p "${1}$2"
        then
            alias "${1}$2" | awk -F "'" '{ print $2; }';
    fi
}

# map_keys map_name 
# @return map keys
#
function map_keys
{
    alias -p | grep $1 | cut -d'=' -f1 | awk -F"$1" '{print $2; }'
}

更改是对 map_get 进行更改，以防止它在请求不存在的密钥时返回错误，尽管副作用是它也会默默地忽略丢失的地图，但它适合我的用例更好，因为我只想检查密钥以便跳过循环中的项目。