シェルスクリプトの変数と置換

シェルスクリプトにおける変数、定数、およびコマンド置換についての完全ガイド

シェルスクリプトは、コマンドラインで実行される一連のコマンドを自動化するための非常に強力なツールです。シェルスクリプト内で変数や定数を使用したり、コマンド置換を行ったりすることで、スクリプトの柔軟性と効率を大幅に向上させることができます。本記事では、シェルスクリプトにおける変数、定数、およびコマンド置換について、詳細に解説します。

1. シェルスクリプトにおける変数

シェルスクリプトにおける変数は、データを格納するためのコンテナとして機能します。シェルスクリプトでは、数値や文字列など、さまざまなタイプのデータを変数に格納することができます。

1.1 変数の宣言

シェルスクリプトで変数を宣言する際には、単に変数名と値を代入します。例えば、以下のように記述します。

bash
CopyEdit
name="John"
age=30

この例では、name という変数に「John」、age という変数に「30」を代入しています。注意すべき点は、変数名の前に $ を付けずに代入することです。値を参照する際には $ を付けて参照します。

bash
CopyEdit
echo $name  # 出力: John
echo $age   # 出力: 30

1.2 変数のスコープ

シェルスクリプトにおける変数は、スクリプト全体で有効です。しかし、関数内で定義した変数はその関数内でのみ有効で、他の場所からアクセスすることはできません。このような変数を「ローカル変数」と呼びます。グローバル変数は関数内外で使用できるため、関数外で定義された変数が基本的にはグローバル変数となります。

1.3 変数の型

シェルスクリプトでは、変数の型を指定することはできません。すべての変数は文字列として格納されますが、数値として扱いたい場合には算術演算を行うことができます。

bash
CopyEdit
number=10
result=$((number + 5))  # 結果は 15

2. シェルスクリプトにおける定数

シェルスクリプトでは、通常の変数のように定数を定義することはありませんが、変数を「定数」として扱いたい場合には、readonly コマンドを使って変更不可にすることができます。例えば、次のように定義します。

bash
CopyEdit
readonly PI=3.14159

このように定義された定数 PI は、その後変更することができなくなります。変更を試みると、エラーが発生します。

3. コマンド置換

コマンド置換は、シェルスクリプト内で実行したコマンドの結果を変数に格納したり、他のコマンドに引数として渡したりするための非常に重要な技法です。コマンド置換を使うことで、コマンドの出力を簡単に利用することができます。

3.1 コマンド置換の基本

コマンド置換を行うには、コマンドをバッククォート（“）または $() の形式で囲みます。例えば、次のように記述します。

bash
CopyEdit
current_date=$(date)
echo "今日の日付は: $current_date"

または、バッククォートを使用する場合：

bash
CopyEdit
current_date=`date`
echo "今日の日付は: $current_date"

どちらも、date コマンドの結果（現在の日付）が current_date という変数に格納され、その後使用されます。

3.2 複雑なコマンド置換

コマンド置換は単純なコマンドの実行結果だけでなく、パイプやリダイレクトを含む複雑なコマンドにも対応しています。例えば、ディレクトリ内のファイル数を取得する場合は次のように記述できます。

bash
CopyEdit
file_count=$(ls | wc -l)
echo "ディレクトリ内のファイル数は: $file_count"

この例では、ls コマンドでファイル一覧を取得し、wc -l コマンドでその行数（ファイル数）をカウントしています。

3.3 コマンド置換の注意点

• コマンド置換内でコマンドが失敗した場合、その結果は空になります。そのため、エラーチェックを行うことが重要です。
• 複雑なコマンド置換を行う際は、必要に応じてダブルクォートで囲むことで、スペースや特殊文字を含む結果でも正しく処理できます。

4. コマンド置換と引数の利用

コマンド置換の出力を、他のコマンドの引数として直接利用することも可能です。例えば、ファイルの一覧を表示するコマンドに対して、コマンド置換の結果を引数として渡すことができます。

bash
CopyEdit
grep "pattern" $(find /path/to/directory -type f)

この例では、find コマンドで指定したディレクトリ内のファイルを検索し、それらを grep コマンドの引数として渡しています。

5. 実用例と活用

シェルスクリプトで変数、定数、およびコマンド置換を駆使することで、非常に効率的で柔軟なスクリプトを作成することができます。例えば、次のような実用的な例を考えます。

5.1 ファイルバックアップスクリプト

ファイルをバックアップするスクリプトを作成する際に、変数やコマンド置換を使って日付を付けたバックアップファイルを作成することができます。

bash
CopyEdit
#!/bin/bash
backup_dir="/backup"
source_dir="/data"
current_date=$(date +%Y-%m-%d)
backup_file="$backup_dir/data_backup_$current_date.tar.gz"

tar -czf $backup_file $source_dir
echo "バックアップが完了しました: $backup_file"

このスクリプトでは、date コマンドを使用して現在の日付を取得し、バックアップファイル名にその日付を追加しています。また、tar コマンドで指定されたディレクトリを圧縮バックアップします。

5.2 ユーザー情報の取得

システム内のユーザー情報を取得するスクリプトも、変数やコマンド置換を使って簡単に実現できます。

bash
CopyEdit
#!/bin/bash
user_name=$(whoami)
user_home=$(eval echo ~$user_name)

echo "現在ログイン中のユーザー: $user_name"
echo "ユーザーのホームディレクトリ: $user_home"

このスクリプトでは、whoami コマンドで現在のユーザー名を取得し、eval と ~ を使用してそのユーザーのホームディレクトリを取得しています。

6. まとめ

シェルスクリプトにおける変数