Mort | Zsh vs. Bash：不完全對比解析（1）

已經有不少人寫過類似「為什麼Zsh比Bash好」「為什麼Zsh比* shell好」的文章了，講解如何配置Zsh或折騰各種oh-my-zsh主題的教程也是一搜一大籮，但是卻極少看到Zsh和Bash這兩個Shell作為腳本語言時的具體差異比較。那麼，這裡就是一篇，從語言特性的角度上簡單整理了兩者一些細微的不兼容之處，供編寫可移植Shell腳本時參考。（僅僅是從我自己過去的經驗教訓中總結出來的，所以應該也是不完全的。）

一種流行的說法是，Zsh是與Bash兼容的。這種說法既對，也不對，因為Zsh本身作為一種腳本語言，是與Bash不兼容的。符合Bash規範的腳本無法保證被Zsh解釋器正確執行。但是，Zsh實現中包含了一個屌炸天的模擬模式（emulation mode），支持對兩種主流的Bourne衍生版shell（bash、ksh）和C shell的模擬（csh的支持並不完整）。在Bash的模擬模式下，可以使用與Bash相同的語法和命令集合，從而達到近乎完全兼容的目的。為了激活對Bash的模擬，需要顯式執行：

$ emulate bash

等效於：

$ emulate sh

Zsh是不會根據文件開頭的shebang（如#!/bin/sh和#!/bin/bash）自動採取兼容模式來解釋腳本的，因此，要讓Zsh解釋執行一個其他Shell的腳本，你仍然必須手動emulate sh或者emulate ksh，告訴Zsh對何種Shell進行模擬。

那麼，Zsh究竟在何時能夠自動模擬某種Shell呢？

對於如今的絕大部分GNU/Linux（Debian系除外）和Mac OS X用戶來說，系統默認的/bin/sh指向的是bash：

$ file /bin/sh/bin/sh: symbolic link to `bash"

不妨試試用zsh來取代bash作為系統的/bin/sh：

# ln -sf /bin/zsh /bin/sh

所有的Bash腳本仍然能夠正確執行，因為Zsh在作為/bin/sh存在時，能夠自動採取其相應的兼容模式（emulate sh）來執行命令。也許正是因為這個理由，Grml直接選擇了Zsh作為它的/bin/sh，對現有的Bash腳本能做到近乎完美的兼容。

說到/bin/sh，就不得不提一下，在Zsh的語境下，sh指的是大多數GNU/Linux發行版上/bin/sh默認指向的bash，或者至少是一個Bash的子集（若並非全部GNU Bash的最新特性都被實現的話），而非指POSIX shell。因此，Zsh中的emulate sh可以被用來對Bash腳本進行模擬。

眾所周知，Debian的默認/bin/sh是dash（Debian Almquist shell），這是一個純粹POSIX shell兼容的實現，基本上你要的bash和ksh里的那些高級特性它都沒有。「如果你在一個#!/bin/sh腳本中用到了非POSIX shell的東西，說明你的腳本寫得是錯的，不關我們發行版的事情。」Debian開發者們在把默認的/bin/sh換成dash，導致一些腳本出錯時這樣宣稱道。當然，我們應該繼續假裝與POSIX shell標準保持兼容是一件重要的事情，即使現在大家都已經用上了更高級的shell。

因為有非GNU的Unix，和Debian GNU/Linux這類發行版的存在，你不能夠假設系統的/bin/sh總是GNU Bash，也不應該把#!/bin/sh用作一個Bash腳本的shebang（——除非你願意放棄你手頭Shell的高級特性，寫只與POSIX shell兼容的腳本）。如果想要這個腳本能夠被方便地移植的話，應指定其依賴的具體Shell解釋器：

#!/usr/bin/env bash

這樣系統才能夠總是使用正確的Shell來運行腳本。

（當然，顯式地調用bash命令來執行腳本，shebang怎樣寫就無所謂了）

Zsh比之於Bash，可能最容易被注意到的一點不同是，Zsh中的echo和printf是內置的命令。

$ which echoecho: shell built-in command$ which printfprintf: shell built-in command

Bash中的echo和printf同樣是內置命令：

$ type echoecho is a shell builtin$ type printfecho is a shell builtin

感謝讀者提醒，在Bash中不能通過which來確定一個命令是否為外部命令，因為which本身並不是Bash中的內置命令。which在Zsh中是一個內置命令。

Zsh內置的echo命令，與我們以前在GNU Bash中常見的echo命令，使用方式是不兼容的。

首先，請看Bash：

$ echo $ echo \\

我們知道，因為這裡傳遞給echo的只是一個字元串（允許使用反斜杠轉義），所以不加引號與加上雙引號是等價的。Bash輸出了我們預想中的結果：每兩個連續的轉義成一個字元輸出，最終2個變1個，4個變2個。沒有任何驚奇之處。

你能猜到Zsh的輸出結果么？

↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓

$ echo $ echo \

(゜Д゜*)

解釋稍後。

我們還知道，要想避免一個字元串被反斜杠轉義，可以把它放進單引號。正如我們在Bash中所清楚看到的這樣，所有的反斜杠都照原樣輸出：

$ echo "\"$ echo "\\"\

再一次，你能猜到Zsh的輸出結果么？

↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓

$ echo "\"$ echo "\\"

((((((゜Д゜*))))))))))))

這個解釋是這樣的：在前一種不加引號（或者加了雙引號）的情形下，傳遞給echo內部命令的字元串將首先被轉義，echo \中的\被轉義成，echo \\中的\\被轉義成\。然後，在echo這個內部命令輸出到終端的時候，它還要把這個東西再轉義一遍，一個單獨的沒法轉義，所以仍然是作為輸出；連續的\被轉義成，所以輸出就是。因此，echo \和echo \\的輸出相同，都是。

為了讓Zsh中echo的輸出不被轉義，需要顯式地指明-E選項：

$ echo -E $ echo -E \\

於是，我們也就知道在後一種加單引號的情形下，如何得到與原字元串完全相同的輸出了：

$ echo -E "\"$ echo -E "\\"\

而Bash的echo默認就是不對輸出進行轉義的，若要得到轉義的效果，需顯式地指定-e選項。Bash和Zsh中echo命令用法的不兼容，在這裡體現出來了。

在Bash中，你可以通過調用外部命令echo輸出一個字元串：

echo $text

我們知道，Bash會對傳遞給命令的字元串進行分字（根據空格或換行符），然後作為多個參數傳給echo。當然，作為分隔符的換行，在最終輸出時就被抹掉了。於是，更好的習慣是把變數名放在雙引號中，把它作為一個字元串傳遞，這樣就可以保留文本中的換行符，將其原樣輸出。

echo "$text"

在Zsh中，你不需要通過雙引號來告訴解釋器「$text是一個字元串」。解釋器不會把它轉換成一個由空格或者
分隔的參數列表或者別的什麼。所以，沒有Bash中的trick，直接echo $text就可以保留換行符。但是，如前一節所說，我們需要一個多餘的工作來保證輸出的是未轉義的原始文本，那就是-E選項：

echo -E $text

從這裡我們看到，Zsh中的變數在傳遞給命令時是不會被自動切分成words然後以多個參數的形式存在的。它仍然保持為一個量。這是它與傳統的Bourne衍生shell（ksh、bash）的一個重要不兼容之處。這是Zsh的特性，而不是一個bug。

通配符展開（globbing）

通配符展開（globbing）也許是Unix shell中最為實用化的功能之一。比起正則表達式，它的功能相當有限，不過它的確能滿足大部分時候的需求：依據固定的前綴或後綴匹配文件。需要更複雜模式的時候其實是很少見的，至少在文件的命名和查找上。

Bash和Zsh對通配符展開的處理方式有何不同呢？舉個例子，假如我們想要列舉出當前目錄下所有的.markdown文件，但實際上又不存在這樣的文件。在Zsh中：（注意到這裡使用了內置的echo，因為我們暫時還不想用到外部的系統命令）

$ echo *.markdownzsh: no matches found: *.markdown

Bash中：

$ echo *.markdown*.markdown

Zsh因為通配符展開失敗而報錯；而Bash在通配符展開失敗時，會放棄把它作為通配符展開、直接把它當做字面量返回。看起來，Zsh的處理方式更優雅，因為這樣你就可以知道這個通配符確實無法展開；而在Bash中，你很難知道究竟是不存在這樣的文件，還是存在一個文件名為"*.markdown"的文件。

接下來就是不那麼和諧的方面了。

在Zsh中，用ls查看當然還是報錯：

$ ls *.markdownzsh: no matches found: *.markdown

Bash，這時候調用ls也會報錯。因為當前目錄下沒有.markdown後綴的文件，通配符展開失敗後變成字面的"*.markdown"，這個文件自然也不可能存在，所以外部命令ls報錯：

$ ls *.markdownls: cannot access *.markdown: No such file or directory

同樣是錯誤，差別在哪裡？對於Zsh，這是一個語言級別的錯誤；對於Bash，這是一個外部命令執行的錯誤。這件差別很重要，因為它意味著後者可以被輕易地catch，而前者不能。

想像一個常見的命令式編程語言，Java或者Python。你可以用try...catch或類似的語言結構來捕獲運行時的異常，比較優雅地處理無法預料的錯誤。Shell當然沒有通用的異常機制，但是，你可以通過檢測某一段命令的返回值來模擬捕獲運行時的錯誤。例如，在Bash里可以這樣：

$ if ls *.markdown &>/dev/null; then :; else echo $?; fi2

於是，在通配符展開失敗的情形下，我們也能輕易地把外部命令的錯誤輸出重定向到/dev/null，然後根據返回的錯誤碼執行後續的操作。

不過在Zsh中，這個來自Zsh解釋器自身的錯誤輸出卻無法被重定向：

$ if ls *.markdown &>/dev/null; then :; else echo $?; fizsh: no matches found: *.markdown1

大部分時候，我們並不想看到這些醜陋多餘的錯誤輸出，我們期望程序能完全捕獲這些錯誤，然後完成它該完成的工作。但這也許是一種正常的行為。理由是，在程序語言里，syntax error一般是無法簡單地由用戶在運行階段自行catch的，這個報錯工作將直接由解釋器來完成。除非，當然，除非我們用了邪惡的eval。

$ if eval "ls *.markdown" &>/dev/null; then :; else echo $?; fi1

Eval is evil. 但在Zsh中捕獲這樣的錯誤，似乎沒有更好的辦法了。必須這麼做的原因就是：Zsh中，通配符展開失敗是一個語法錯誤。而在Bash中則不是。

基於上述理由，依賴於Bash中通配符匹配失敗而直接把"*"當作字面量傳遞給命令的寫法，在Zsh中是無法正常運行的。例如，在Bash中你可以：（雖然在大部分情況下能用，但顯然不加引號是不科學的）

$ find /usr/share/git -name *.el

因為Zsh不會在glob擴展失敗後自動把"*"當成字面量，而是直接報錯終止運行，所以在Zsh中你必須給"*.el"加上引號，來避免這種擴展：

$ find /usr/share/git -name "*.el"

字元串比較

在Bash中判斷兩個字元串是否相等：

[ "$foo" = "$bar" ]

或與之等效的（現代編程語言中更常見的==比較運算符）：

[ "$foo" == "$bar" ]

注意等號左右必須加空格，變數名一定要放在雙引號中。（寫過Shell的都知道這些規則的重要性）

在條件判斷的語法上，Zsh基本和Bash相同，沒有什麼改進。除了它的解釋器想得太多，以至於不小心把==當做了一個別的東西：

$ [ foo == bar ]; echo $?zsh: = not found

要想使用我們最喜歡的==，只有把它用引號給保護起來，不讓解釋器做多餘的解析：

$ [ foo "==" bar ]; echo $?1

所以，為了少打幾個字元，還是老老實實用更省事的=吧。

同樣用一個簡單的例子來說明。Bash：

array=(alpha bravo charlie delta)echo $arrayecho ${array[*]}echo ${#array[*]}for ((i=0; i < ${#array[*]}; i++)); do echo ${array[$i]}done

輸出：

alphaalpha bravo charlie delta4alphabravocharliedelta

很容易看到，Bash的數組下標是從0開始的。$array取得的實際上是數組的第一個元素的值，也就是${array[0]}（這些行為和C有點像）。要想取得整個數組的值，必須使用${array[*]}或${array[@]}，因此，獲取數組的長度可以使用${#array[*]}。在Bash中，必須記得在訪問數組元素時給整個數組名連同下標加上花括弧，比如，${array[*]}不能寫成$array[*]，否則解釋器會首先把$array當作一個變數來處理。

再來看這段Zsh：

array=(alpha bravo charlie delta)echo $arrayecho $array[*]echo $#arrayfor ((i=1; i <= $#array[*]; i++)); do echo $array[$i]done

輸出：

alpha bravo charlie deltaalpha bravo charlie delta4alphabravocharliedelta

在Zsh中，$array和$array[*]一樣，可以用來取得整個數組的值。因此獲取數組的長度可直接用$#array。

Zsh的默認數組下標是從1而不是0開始的，這點更像C shell。（雖然一直無法理解一個名字叫C的shell為何會採用1作為數組下標開始這種奇葩設定）

最後，Zsh不需要藉助花括弧來訪問數組元素，因此Bash中必需的花括弧都被略去了。

Bash 4.0+和Zsh中都提供了對類似AWK關聯數組的支持。

declare -A arrayarray[mort]=foo

和普通的數組一樣，在Bash中，必須顯式地藉助花括弧來訪問一個數組元素：

echo ${array[mort]}

而Zsh中則沒有必要：

echo $array[mort]

說到這裡，我們注意到Zsh有一個不同尋常的特性：支持使用方括弧進行更複雜的globbing，array[mort]這樣的寫法事實上會造成二義性：究竟是取array這個關聯數組以mort為key的元素值呢，還是以通配符展開的方式匹配當前目錄下以"array"開頭，以"m"、"o"、"r"或"t"任一字元結尾的文件名呢？

在array[mort]=作為命令開始的情況下，不存在歧義，這是一個對關聯數組的賦值操作。在前面帶有$的情況下，Zsh會自動把$array[mort]識別成取關聯數組的值，這也沒有太大問題。問題出在它存在於命令中間，卻又不帶$的情況，比如：

read -r -d "" array[mort] << "EOF"hello worldEOF

我們的本意是把這個heredoc賦值給array[mort]數組元素。在Bash中，這是完全合法的。然而，在Zsh中，解釋器會首先試圖對"array[mort]"這個模式進行glob展開，如果當前目錄下沒有符合該模式的文件，當然就會報出一個語法錯誤：

zsh: no matches found: array[mort]

這是一件很傻的事情，為了讓這段腳本能夠被Zsh解釋器正確執行，我們需要把array[mort]放在引號中以防止被展開：

read -r -d "" "array[mort]" << "EOF"hello worldEOF

這是Zsh在擴展了一些強大功能的同時帶來的不便之處（或者說破壞了現有腳本兼容性的安全隱患，又或者是讓解釋器混亂的pitfalls）。

順便說一句，用Rake構建過項目的Rails程序員都知道，有些時候需要在命令行下通過方括弧給rake傳遞參數值，如：

$ rake seeder:seed[100]

Zsh這個對方括弧展開的特性確實很不方便。如果不想每次都用單引號把參數括起來，可以完全禁止Zsh對某條命令後面的參數進行glob擴展：（~/.zshrc）

alias rake="noglob rake"

嗯，對於rake命令來說，glob擴展基本是沒有用的。你可以關掉它。

分號與空語句

雖然有點無聊，但還是想提一下：Bash不允許語句塊中使用空語句，最小化的語句是一個noop命令（:）；而Zsh允許空語句。

剛開始寫Bash的時候，總是記不得什麼時候該加分號什麼時候不該加。比如

if [ 1 ]then :fi

如果放在一行里寫，應該是

if [ 1 ]; then :; fi

then後面是不能接分號的，如果寫成

if [ 1 ]; then; :; fi

就會報錯：

bash: syntax error near unexpected token `;"

解釋是：then表示一個代碼段的開始，fi表示結束，這中間的內容必須是若干行命令，或者以分號;結尾的放在同一行內的多條命令。我們知道在傳統的shell中，分號本身並不是一條命令，空字元串也不是一條命令，因此，then後面緊接著的分號就會帶來一條語法錯誤。（有些時候對某個「語言特性」的所謂解釋只是為了掩飾設計者在一開始犯的錯誤，所以就此打住）

在Zsh中，上述兩種寫法都合法。因為它允許只包含一個分號的空命令。

$ ;

當然，因為分號只是一個語句分隔符，所以沒有也是可以的。這種寫法在Zsh中合法：（then的語句塊為空）

if [ 1 ]; then fi

其實只是先挖個坑而已。我也不知道有沒有時間寫，暫且記上。

Zsh vs. Bash：不完全對比解析（2）

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