Glob-mønstermatchning: En omfattende guide til filstisøgning og -filtrering

I en verden af softwareudvikling og systemadministration er effektiv håndtering og manipulation af filer et grundlæggende krav. Glob-mønstermatchning tilbyder en kraftfuld og kortfattet måde at finde og filtrere filer baseret på specificerede mønstre. Denne artikel vil dykke ned i kompleksiteten ved globbing og udforske dens syntaks, anvendelse og applikationer på tværs af forskellige programmeringssprog og operativsystemer.

Hvad er Glob-mønstermatchning?

Globbing, en forkortelse for "global", er en teknik, der bruges til at matche filnavne og mappestier ved hjælp af jokertegn. I modsætning til regulære udtryk, som tilbyder mere komplekse og nuancerede mønstermatchningsmuligheder, fokuserer globbing på simple og intuitive mønsterdefinitioner. Det anvendes ofte i kommandolinjegrænseflader, shell-scripts og programmeringssprog til at identificere sæt af filer eller mapper, der opfylder specifikke kriterier.

Grundlæggende Globbing-syntaks

Kernen i glob-mønstermatchning ligger i dens jokertegn. Disse tegn giver en kortfattet notation til at repræsentere et eller flere tegn i et fil- eller mappenavn. De mest almindelige jokertegn omfatter:

• * (Asterisk): Matcher nul eller flere tegn. For eksempel matcher *.txt alle filer, der slutter med ".txt".
• ? (Spørgsmålstegn): Matcher præcis ét tegn. file?.txt matcher "file1.txt", "file2.txt", men ikke "file12.txt".
• [] (Firkantede parenteser): Matcher ethvert enkelt tegn inden for parenteserne. file[1-3].txt matcher "file1.txt", "file2.txt" og "file3.txt". Du kan også angive tegnintervaller som [a-z] eller [A-Z]. file[abc].txt matcher "filea.txt", "fileb.txt" og "filec.txt".
• [^] (Caret inde i firkantede parenteser): Matcher ethvert enkelt tegn ikke inden for parenteserne. file[^1-3].txt ville matche "file4.txt", "filea.txt" osv., men ikke "file1.txt", "file2.txt" eller "file3.txt".
• {} (Krøllede parenteser - ikke universelt understøttet): Tillader specificering af flere alternativer. file{1,2,3}.txt er ækvivalent med file1.txt file2.txt file3.txt. Dette kan også bruges til mere komplekse mønstre som image.{png,jpg,gif}.

Disse grundlæggende jokertegn kan kombineres for at skabe mere komplekse mønstre. For eksempel ville *.log.* matche enhver fil, der slutter med ".log" efterfulgt af en hvilken som helst anden udvidelse.

Globbing i forskellige programmeringssprog

Selvom de grundlæggende koncepter for globbing forbliver ensartede, kan de specifikke implementeringer og syntaks variere en smule på tværs af forskellige programmeringssprog.

Python

Python leverer glob-modulet til arbejde med glob-mønstre.

            
import glob

# Find all .txt files in the current directory
txt_files = glob.glob("*.txt")
print(txt_files)

# Find all .jpg files in a subdirectory called 'images'
jpg_files = glob.glob("images/*.jpg")
print(jpg_files)

# Recursively find all .py files in the current directory and its subdirectories
py_files = glob.glob("**/*.py", recursive=True)
print(py_files)

            

              
                Copy
              
            
          

glob-modulets glob()-funktion tager et glob-mønster som input og returnerer en liste over matchende filstier. Argumentet recursive=True tillader gennemgang af undermapper, en funktion introduceret i Python 3.5.

Eksempel: Internationaliseringsfiler (i18n) Forestil dig et projekt med oversættelsesfiler organiseret efter sprogkode, f.eks. en.json, fr.json, de.json. For at finde alle oversættelsesfiler kan du bruge: glob.glob("*.json"). Dette fungerer globalt, uanset de specifikke sprogkoder, der bruges i filnavnene.

JavaScript (Node.js)

I Node.js leverer glob-pakken (tilgængelig via npm) globbing-funktionalitet.

            
const glob = require("glob");

// Find all .js files in the 'src' directory
glob("src/**/*.js", (err, files) => {
  if (err) {
    console.error(err);
    return;
  }
  console.log(files);
});

            

              
                Copy
              
            
          

glob()-funktionen i Node.js er asynkron og tager en callback-funktion, der modtager et fejlobjekt og en række matchende filstier. Mønstret src/**/*.js søger rekursivt efter alle .js-filer inden for src-mappen og dens undermapper.

Eksempel: Find konfigurationsfiler Mange JavaScript-projekter bruger konfigurationsfiler som .eslintrc.js eller webpack.config.js. Du kan bruge glob til hurtigt at lokalisere disse filer: glob("*.config.js").

Java

Java 7 introducerede java.nio.file-pakken, som inkluderer understøttelse af globbing via metoden FileSystem.getPathMatcher().

            
import java.io.IOException;
import java.nio.file.*;
import java.nio.file.attribute.BasicFileAttributes;

public class GlobExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Path startingDir = Paths.get(".");
        String pattern = "glob:**/*.java"; // Recursive search for Java files

        PathMatcher matcher = FileSystems.getDefault().getPathMatcher(pattern);

        Files.walkFileTree(startingDir, new SimpleFileVisitor<Path>() {
            @Override
            public FileVisitResult visitFile(Path file, BasicFileAttributes attrs) throws IOException {
                if (matcher.matches(file)) {
                    System.out.println("Found: " + file);
                }
                return FileVisitResult.CONTINUE;
            }
        });
    }
}

            

              
                Copy
              
            
          

Dette eksempel bruger Files.walkFileTree() til at gennemløbe filsystemet og PathMatcher til at kontrollere, om hver fil matcher det specificerede glob-mønster. Mønstret glob:**/*.java søger rekursivt efter alle .java-filer.

Eksempel: Indlæsning af plugin-filer Forestil dig en Java-applikation, der indlæser plugins fra en specifik mappe. Globbing kan bruges til at finde alle JAR-filer i plugin-mappen: glob:plugins/*.jar.

Shell Scripting (Bash)

Globbing er dybt integreret i shell-scriptsprog som Bash.

            
#!/bin/bash

# Find all .txt files in the current directory
for file in *.txt;
do
  echo "Found file: $file"
done

# Find all files starting with 'report' in the 'logs' directory
for file in logs/report*;
do
  echo "Found report: $file"
done

#Recursively find all files ending in '.conf'
shopt -s globstar #Enable globstar
for file in **/*.conf;
do
echo "Found conf file: $file"
done


            

              
                Copy
              
            
          

I Bash udvides glob-mønstre direkte af shell'en, før kommandoen udføres. Indstillingen globstar (shopt -s globstar) muliggør rekursiv globbing med **-mønstret.

Eksempel: Systemadministrationsscripts Systemadministratorer bruger ofte globbing i scripts til at administrere logfiler, konfigurationsfiler eller andre systemressourcer. For eksempel kan sletning af alle midlertidige filer, der er ældre end en bestemt dato, involvere globbing for at identificere de relevante filer.

Avancerede Globbing-teknikker

Udvidet Globbing (Bash)

Bash leverer udvidede globbing-funktioner, der tilbyder mere kraftfulde mønstermatchningsmuligheder. Disse funktioner skal aktiveres ved hjælp af shopt-kommandoen.

            
#!/bin/bash

shopt -s extglob # Enable extended globbing

# Match files that end in .txt but are NOT named 'important.txt'
for file in !(important).txt;
do
  echo "Found file: $file"
done

# Match files that start with 'data' followed by one or more digits
for file in data+([0-9]).txt;
do
  echo "Found file: $file"
done

            

              
                Copy
              
            
          

Nogle nyttige udvidede globbing-mønstre:

• ?(pattern): Matcher nul eller én forekomst af mønstret.
• *(pattern): Matcher nul eller flere forekomster af mønstret.
• +(pattern): Matcher én eller flere forekomster af mønstret.
• @(pattern1|pattern2|pattern3): Matcher et af de specificerede mønstre.
• !(pattern): Matcher alt undtagen det specificerede mønster.

Kombination af Globbing med andre værktøjer

Globbing kan problemfrit integreres med andre kommandolinjeværktøjer for at udføre mere komplekse filmanipulationsopgaver.

            
# Find all .txt files and pipe the list to grep to search for the word 'error'
ls *.txt | grep "error"

# Use find with globbing to delete all .tmp files older than 7 days
find . -name "*.tmp" -mtime +7 -delete

            

              
                Copy
              
            
          

Det første eksempel bruger ls til at liste alle .txt-filer og sender derefter outputtet til grep for at søge efter linjer, der indeholder ordet "error". Det andet eksempel bruger find med -name-indstillingen til at lokalisere alle .tmp-filer og -mtime-indstillingen til at filtrere filer ældre end 7 dage, før de slettes.

Globbing vs. Regulære udtryk

Selvom både globbing og regulære udtryk bruges til mønstermatchning, adskiller de sig markant i deres kompleksitet og muligheder.

Globbing:

• Simpel og intuitiv syntaks.
• Primært brugt til filnavnsmatchning.
• Begrænset sæt af jokertegn.
• Hurtigere udførelse for simple mønstre.

Regulære udtryk:

• Mere kompleks syntaks med et bredere udvalg af metategn og kvantifikatorer.
• Kan bruges til at matche mønstre i enhver tekst, ikke kun filnavne.
• Kraftfuld og fleksibel til komplekse mønstermatchningsscenarier.
• Kan være langsommere end globbing for simple mønstre på grund af overhead fra den regulære udtryksmotor.

Generelt er globbing velegnet til simple filnavnsmatchningsopgaver, mens regulære udtryk er bedre egnet til mere komplekse tekstbehandlings- og mønstermatchningsscenarier.

Bedste praksis for brug af Glob-mønstermatchning

• Vær specifik: Undgå for brede mønstre, der kan matche uønskede filer. For eksempel, i stedet for *, brug *.txt til kun at målrette tekstfiler.
• Brug rekursion med forsigtighed: Rekursiv globbing (f.eks. **/*) kan være ressourcekrævende, især i store mappestrukturer. Overvej ydeevnekonsekvenserne, før du bruger rekursive mønstre.
• Test dine mønstre: Før du kører kommandoer, der ændrer eller sletter filer baseret på glob-mønstre, test mønstrene for at sikre, at de matcher de tilsigtede filer. Brug ls eller echo til at forhåndsvise resultaterne.
• Forstå platformspecifikke forskelle: Vær opmærksom på subtile variationer i globbing-implementeringer på tværs af forskellige operativsystemer og shells. For eksempel kan forskellen på store og små bogstaver variere.
• Escape specialtegn: Hvis du har brug for at matche et bogstaveligt jokertegn (f.eks. en stjerne), escape det ved hjælp af et backslash (\*).

Eksempler og anvendelsestilfælde fra den virkelige verden

• Webudvikling: Find alle billedfiler (.jpg, .png, .gif) i en aktiveringsmappe til optimering.
• Dataanalyse: Behandling af en række logfiler med navne som data_2023-10-26.log, data_2023-10-27.log osv.
• Systemadministration: Rotation af logfiler ved at identificere og arkivere filer, der er ældre end en bestemt dato.
• Byggeautomatisering: Inkludering eller ekskludering af specifikke filer eller mapper under byggeprocessen.
• Kode generering: Lokalisering af skabelonfiler til generering af kode baseret på specifikke mønstre.
• Konfigurationsstyring: Find alle konfigurationsfiler i en projektmappe.

Sikkerhedsovervejelser

Når du bruger globbing, er det afgørende at være opmærksom på potentielle sikkerhedsrisici. Hvis brugerinput bruges til at konstruere glob-mønstre, kan det føre til utilsigtet filadgang eller -ændring. For at afbøde disse risici:

• Rens brugerinput: Valider og rens altid brugerinput, før det bruges i glob-mønstre for at forhindre skadelige mønstre.
• Begræns adgang: Sørg for, at processen, der udfører globbing-operationen, har de mindst nødvendige privilegier til at få adgang til og ændre filer.
• Brug sikre alternativer: I situationer, hvor sikkerhed er altafgørende, overvej at bruge mere kontrollerede filsystem-API'er i stedet for udelukkende at stole på globbing.

Konklusion

Glob-mønstermatchning er et kraftfuldt og alsidigt værktøj til filstisøgning og -filtrering. Dens simple syntaks og udbredte tilgængelighed gør det til en essentiel færdighed for udviklere, systemadministratorer og alle, der arbejder med filer og mapper. Ved at forstå de grundlæggende koncepter, syntaksvariationer og bedste praksis kan du udnytte globbing til at strømline din arbejdsgang og automatisere filhåndteringsopgaver effektivt. Uanset om du skriver shell-scripts, udvikler applikationer eller administrerer servere, giver globbing en kortfattet og effektiv måde at interagere med filsystemet på.