shell中 $() $(()) $[] ${} $[[]] 区别

$( ) 与 ` ` (反引号)

$( ) 与 ` ` (反引号)
在 bash shell 中，$( ) 与 ` ` (反引号) 都是用来做命令替换用(command substitution)的。

在多层次的复合替换中，` ` 须要额外的跳脱( \` )处理，而 $( ) 则比较直观。例如：
这是错的：
[code]command1 `command2 `command3` `[/code]
原本的意图是要在 command2 `command3` 先将 command3 提换出来给 command 2 处理，
然后再将结果传给 command1 `command2 …` 来处理。
然而，真正的结果在命令行中却是分成了 `command2 ` 与 “ 两段。
正确的输入应该如下：
[code]command1 `command2 \`command3\` `[/code]

要不然，换成 $( ) 就没问题了：
[code]command1 $(command2 $(command3))[/code]


$( ) 的不足:
1. ` ` 基本上可用在全部的 unix shell 中使用，若写成 shell script ，其移植性比较高。
而 $( ) 并不见的每一种 shell 都能使用

${ } 用来作变量替换。

一般情况下，$var 与 ${var} 并没有啥不一样。
但是用 ${ } 会比较精确的界定变量名称的范围，比方说：

$ A=B
$ echo $AB

原本是打算先将 $A 的结果替换出来，然后再补一个 B 字母于其后，
但在命令行上，真正的结果却是只会提换变量名称为 AB 的值出来…
若使用 ${ } 就没问题了：

$ echo ${A}B
BB

为了完整起见，我这里再用一些例子加以说明 ${ } 的一些特异功能：
假设我们定义了一个变量为：
file=/dir1/dir2/dir3/my.file.txt
我们可以用 ${ } 分别替换获得不同的值：

${file#*/}：拿掉第一条 / 及其左边的字符串：dir1/dir2/dir3/my.file.txt
${file##*/}：拿掉最后一条 / 及其左边的字符串：my.file.txt
${file#*.}：拿掉第一个 .  及其左边的字符串：file.txt
${file##*.}：拿掉最后一个 .  及其左边的字符串：txt
${file%/*}：拿掉最后条 / 及其右边的字符串：/dir1/dir2/dir3
${file%%/*}：拿掉第一条 / 及其右边的字符串：(空值)
${file%.*}：拿掉最后一个 .  及其右边的字符串：/dir1/dir2/dir3/my.file
${file%%.*}：拿掉第一个 .  及其右边的字符串：/dir1/dir2/dir3/my

记忆的方法为：
[list]# 是去掉左边(在鉴盘上 # 在 $ 之左边)
% 是去掉右边(在鉴盘上 % 在 $ 之右边)
单一符号是最小匹配﹔两个符号是最大匹配。[/list]
${file:0:5}：提取最左边的 5 个字节：/dir1
${file:5:5}：提取第 5 个字节右边的连续 5 个字节：/dir2

我们也可以对变量值里的字符串作替换：

${file/dir/path}：将第一个 dir 提换为 path：/path1/dir2/dir3/my.file.txt
${file//dir/path}：将全部 dir 提换为 path：/path1/path2/path3/my.file.txt

利用 ${ } 还可针对不同的变量状态赋值(没设定、空值、非空值)： 
${file-my.file.txt} ：假如 $file 没有设定，则使用 my.file.txt 作传回值。(空值及非空值时不作处理) 
${file:-my.file.txt} ：假如 $file 没有设定或为空值，则使用 my.file.txt 作传回值。 (非空值时不作处理)
${file+my.file.txt} ：假如 $file 设为空值或非空值，均使用 my.file.txt 作传回值。(没设定时不作处理)
${file:+my.file.txt} ：若 $file 为非空值，则使用 my.file.txt 作传回值。 (没设定及空值时不作处理)
${file=my.file.txt} ：若 $file 没设定，则使用 my.file.txt 作传回值，同时将 $file 赋值为 my.file.txt 。 (空值及非空值时不作处理)
${file:=my.file.txt} ：若 $file 没设定或为空值，则使用 my.file.txt 作传回值，同时将 $file 赋值为 my.file.txt 。 (非空值时不作处理)
${file?my.file.txt} ：若 $file 没设定，则将 my.file.txt 输出至 STDERR。 (空值及非空值时不作处理)
${file:?my.file.txt} ：若 $file 没设定或为空值，则将 my.file.txt 输出至 STDERR。 (非空值时不作处理)

tips:
以上的理解在于, 你一定要分清楚 unset 与 null 及 non-null 这三种赋值状态.
一般而言, : 与 null 有关, 若不带 : 的话, null 不受影响, 若带 : 则连 null 也受影响.

还有哦，${#var} 可计算出变量值的长度：
${#file} 可得到 27 ，因为 /dir1/dir2/dir3/my.file.txt 刚好是 27 个字节…

接下来，再为大家介稍一下 bash 的组数(array)处理方法。
一般而言，A="a b c def" 这样的变量只是将 $A 替换为一个单一的字符串，
但是改为 A=(a b c def) ，则是将 $A 定义为组数…
bash 的组数替换方法可参考如下方法：

${A[@]} 或 ${A[*]} 可得到 a b c def (全部组数)
${A[0]} 可得到 a (第一个组数)，${A[1]} 则为第二个组数…
${#A[@]} 或 ${#A[*]} 可得到 4 (全部组数数量)
${#A[0]} 可得到 1 (即第一个组数(a)的长度)，${#A[3]} 可得到 3 (第四个组数(def)的长度)
A[3]=xyz 则是将第四个组数重新定义为 xyz …

$(( )) 它是用来作整数运算的。

在 bash 中，$(( )) 的整数运算符号大致有这些：

+ - * / ：分别为 "加、减、乘、除"。
% ：余数运算
& | ^ !：分别为 "AND、OR、XOR、NOT" 运算。

例：

$ a=5; b=7; c=2
$ echo $(( a+b*c ))
19
$ echo $(( (a+b)/c ))
6
$ echo $(( (a*b)%c))
1

在 $(( )) 中的变量名称，可于其前面加 $ 符号来替换，也可以不用，如：
$(( $a + $b * $c)) 也可得到 19 的结果

此外，$(( )) 还可作不同进位(如二进制、八进位、十六进制)作运算呢，只是，输出结果皆为十进制而已：
echo $((16#2a)) 结果为 42 (16进位转十进制)

以一个实用的例子来看看吧：
假如当前的   umask 是 022 ，那么新建文件的权限即为：

$ umask 022
$ echo "obase=8;$(( 8#666 & (8#777 ^ 8#$(umask)) ))" | bc
644

事实上，单纯用 (( )) 也可重定义变量值，或作 testing：

a=5; ((a++)) 可将 $a 重定义为 6 
a=5; ((a–)) 则为 a=4
a=5; b=7; ((a < b)) 会得到   0 (true) 的返回值。
常见的用于 (( )) 的测试符号有如下这些：
<：小于
>：大于
<=：小于或等于
>=：大于或等于
==：等于
!=：不等于

$[] $(()) :

它们是一样的，都是进行数学运算的。支持+ - * / %：分别为 “加、减、乘、除、取模”。但是注意，bash只能作整数运算，对于浮点数是当作字符串处理的。

例：

$ a=5; b=7; c=2
$ echo $(( a+b*c ))
19
$ echo $(( (a+b)/c ))
6
$ echo $(( (a*b)%c))
1

在$(( ))中的变量名称，可于其前面加 $ 符号来替换，也可以不用，如：
$(( $a + $b * $c)) 也可得到 19 的结果
此外，$(( )) 还可作不同进位(如二进制、八进位、十六进制)作运算呢，只是，输出结果皆为十进制而已：
echo $((16#2a)) 结果为 42 (16进位转十进制)

双小括号 (( ))
    ①整数扩展。这种扩展计算是整数型的计算，不支持浮点型。((exp))结构扩展并计算一个算术表达式的值，如果表达式的结果为0，那么返回的退出状态码为1，或者 是"假"，而一个非零值的表达式所返回的退出状态码将为0，或者是"true"。若是逻辑判断，表达式exp为真则为1,假则为0。
    ②只要括号中的运算符、表达式符合C语言运算规则，都可用在$((exp))中，甚至是三目运算符。作不同进位(如二进制、八进制、十六进制)运算时，输出结果全都自动转化成了十进制。如：echo $((16#5f)) 结果为95 (16进位转十进制)
    ③单纯用 (( )) 也可重定义变量值，比如 a=5; ((a++)) 可将 $a 重定义为6
    ④常用于算术运算比较，双括号中的变量可以不使用$符号前缀。括号内支持多个表达式用逗号分开。 只要括号中的表达式符合C语言运算规则,比如可以直接使用for((i=0;i<5;i++)), 如果不使用双括号, 则为for i in seq 0 4或者for i in {0..4}。再如可以直接使用if (($i<5)), 如果不使用双括号, 则为if [ $i -lt 5 ]
单中括号 []
    ①bash 的内部命令，[和test是等同的。如果我们不用绝对路径指明，通常我们用的都是bash自带的命令。if/test结构中的左中括号是调用test的命令标识，右中括号是关闭条件判断的。这个命令把它的参数作为比较表达式或者作为文件测试，并且根据比较的结果来返回一个退出状态码。if/test结构中并不是必须右中括号，但是新版的Bash中要求必须这样。
    ②Test和[]中可用的比较运算符只有==和!=，两者都是用于字符串比较的，不可用于整数比较，整数比较只能使用-eq，-gt这种形式。无论是字符串比较还是整数比较都不支持大于号小于号。如果实在想用，对于字符串比较可以使用转义形式，如果比较"ab"和"bc"：[ ab < bc ]，结果为真，也就是返回状态为0。[ ]中的逻辑与和逻辑或使用-a 和-o 表示。
    ③字符范围。用作正则表达式的一部分，描述一个匹配的字符范围。作为test用途的中括号内不能使用正则。
    ④在一个array 结构的上下文中，中括号用来引用数组中每个元素的编号。
双中括号[[ ]]
    ①[[是 bash 程序语言的关键字。并不是一个命令，[[ ]] 结构比[ ]结构更加通用。在[[和]]之间所有的字符都不会发生文件名扩展或者单词分割，但是会发生参数扩展和命令替换。
    ②支持字符串的模式匹配，使用=~操作符时甚至支持shell的正则表达式。字符串比较时可以把右边的作为一个模式，而不仅仅是一个字符串，比如[[ hello == hell? ]]，结果为真。[[ ]] 中匹配字符串或通配符，不需要引号。
    ③使用[[ ... ]]条件判断结构，而不是[ ... ]，能够防止脚本中的许多逻辑错误。比如，&&、||、<和> 操作符能够正常存在于[[ ]]条件判断结构中，但是如果出现在[ ]结构中的话，会报错。比如可以直接使用if [[ $a != 1 && $a != 2 ]], 如果不适用双括号, 则为if [ $a -ne 1] && [ $a != 2 ]或者if [ $a -ne 1 -a $a != 2 ]。
    ④bash把双中括号中的表达式看作一个单独的元素，并返回一个退出状态码。