1. Bash 展开机制的整体顺序
Bash 在处理命令行时，会按固定顺序执行多种展开（Expansions）。这一顺序至关重要，因为不同展开会相互影响。
| 步骤 | 展开类型 | 执行时机 | 关键说明 |
|---|---|---|---|
| 1 | Brace Expansion（大括号展开） | 最先执行 | {a,b}→a b；支持序列{1..10} |
| 2 | Tilde Expansion（波浪号展开） Parameter/Variable Expansion（参数/变量展开） Arithmetic Expansion（算术展开） Command Substitution（命令替换） | 同时执行，从左到右扫描 | ~、$(...)、${var}、$((...))等在此阶段处理 |
| - | Process Substitution（进程替换） | 与步骤 2 同时 | <(...)、>(...) |
| 3 | Word Splitting（单词分割） | 步骤 2 完成后 | 根据$IFS分割单词（默认空格、Tab、换行） |
| 4 | Filename Expansion（路径名展开/Globbing） | 步骤 3 完成后 | * ? []通配符匹配文件名 |
| 5 | Quote Removal（引号移除） | 最后执行 | 移除未转义的\' " \ |
注意：
- 双引号内抑制单词分割和路径名展开。
- 单引号内抑制所有展开。
- 引号移除总是最后一步，仅移除原始输入中的引号（展开产生的引号不移除，除非被转义）。
2. 主要展开类型详解
2.1 波浪号展开（Tilde Expansion）
在单词开头或赋值语句中，未加引号的~会展开为主目录路径。
| 形式 | 展开结果 | 示例 |
|---|---|---|
~ | 当前用户主目录（$HOME） | cd ~→ 回家目录 |
~username | 指定用户主目录（从/etc/passwd查询） | ls ~root |
~+ | 当前工作目录（$PWD） | echo ~+ |
~- | 上一个工作目录（$OLDPWD） | cd ~-（等价于cd -） |
~N（N 为数字） | 目录栈第 N 项（dirs显示） | cd ~2 |
~/path | 主目录下路径 | cp file ~/backup |
- 与
cd -结合：cd -切换到上一个目录并打印路径（使用$OLDPWD）。 - 展开结果被视为已加引号，不会进一步分割或 glob。
2.2 参数与特殊参数展开
| 特殊参数 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
$_ | 上一个前台管道或命令的最后一个参数（执行后设置） | echo hello world→echo $_输出world |
!$ | 通过历史展开，等价于上一个命令的最后一个参数 | sudo !!$（历史展开形式） |
!! | 通过历史展开，等价于上一个完整命令 | sudo !! |
| Alt + .（或 Esc + .） | Readline 快捷键：插入上一个命令的最后一个参数（等价$_） |
其他常见特殊参数：
$?：上一个命令退出状态$$：当前 Shell PID$#：位置参数个数$@/$*：所有位置参数
2.3 历史展开（History Expansion）
默认在交互式 Shell 中启用（set -H控制），以!开头，在读取完整行后立即执行。
| 形式 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
!! | 上一个完整命令 | sudo !! |
!n | 历史第 n 条命令 | !100 |
!-n | 倒数第 n 条（!-1=!!） | !-2 |
!string | 最近以 string 开头的命令 | !ls |
!?string? | 最近包含 string 的命令 | |
!^ | 上一个命令第一个参数 | |
!$ | 上一个命令最后一个参数（同$_在某些场景） | mv !$ backup/ |
!* | 上一个命令所有参数 | |
!!:gs/old/new/ | 上一个命令全局替换 old 为 new | !!:gs/typo/correct/ |
:p | 仅打印展开结果，不执行 | !ls:p |
^old^new^ | 快速替换（非全局） | ^cat^dog^ |
- 建议启用
shopt -s histverify：展开后先显示，让你二次确认。 - 在脚本中默认禁用，可用
set -H开启。
2.4 其他展开简述
- Brace Expansion：
{a..z}、pre{a,b}post - Command Substitution：
$(command)或`command` - Arithmetic Expansion：
$((1+2)) - Globbing：
* ? []，可通过shopt -s extglob启用扩展模式?(pat)、*(pat)等
3. Tab 补全机制（Programmable Completion）
Tab 补全是 Bash 最强大的交互工具，由 Readline 库实现，支持可编程补全。
基本行为
- 单 Tab：唯一匹配时直接补全。
- 双 Tab：列出所有可能匹配。
- 默认补全：命令、文件名、变量、用户名、主机名等。
可编程补全机制
- 使用
complete内置命令定义 compspec。 - 核心变量：
COMPREPLY（数组，存放补全结果）。 - 辅助工具：
compgen（生成匹配列表）。 - 常见选项：
-f/-d：文件名/目录-c：命令-v：变量-u：用户名-A function：调用自定义函数
- 示例自定义补全函数：
_myfunc(){COMPREPLY=($(compgen -W"opt1 opt2 opt3"--"$2"))}complete -F _myfunc mycommand
快捷键（Readline 默认绑定）
| 快捷键 | 功能 |
|---|---|
| Tab | 补全 |
| M-Tab | 菜单式补全（循环） |
| M-. / Alt+. | 插入上一个命令最后一个参数（等价$_/!$） |
| M-* | 插入所有匹配 |
| M-? | 列出所有匹配 |
| Ctrl-R | 反向历史搜索 |
- 许多命令（如 git、systemctl）自带复杂补全脚本（来自 bash-completion 包）。
4. 实用技巧与建议
cd -：快速切换上/下目录。Alt + .：快速引用上一个参数（比!$更方便）。Ctrl + R：历史反向搜索。shopt -s cdable_vars：允许cd varname直接进入变量路径。- 启用
shopt -s direxpand：补全时直接展开变量。 - 查看当前补全：
complete -p <command>。
这些机制相互配合，让 Bash 命令行异常高效。熟练掌握展开顺序和历史/补全技巧，能显著减少重复输入。更多细节可以参考官方手册man bash中的EXPANSION、HISTORY EXPANSION和PROGRAMMABLE COMPLETION章节。
