String-Manipulation

Parameter-Expansion vs. externe Tools

Für jede einfache String-Operation hast du in Bash zwei Wege: die eingebaute Parameter-Expansion oder ein externes Tool wie sed, cut, tr oder awk. Beide liefern dasselbe Ergebnis, aber der Unterschied in der Praxis ist groß.

Externe Tools starten jedes Mal einen neuen Prozess. In einer Schleife mit tausend Durchläufen werden daraus tausend Forks, tausend Pipe-Verbindungen und tausend kurze Programmausführungen. Parameter-Expansion läuft direkt in der Shell und ist um Größenordnungen schneller. Für lange Texte oder komplexe Regex bleibt sed/awk natürlich die richtige Wahl — aber für die alltäglichen Substring- und Replace-Aufgaben gehört die Expansion in jedes Skript.

Länge eines Strings

${#var} liefert die Anzahl der Zeichen in der Variable. Das funktioniert mit jedem String — auch mit Umlauten, sofern das Locale auf UTF-8 eingestellt ist.

text="Hallo Welt"
echo "${#text} Zeichen"

leer=""
echo "leer: ${#leer}"

10 Zeichen
leer: 0

Bei Arrays bedeutet ${#arr[@]} die Anzahl der Elemente, ${#arr[0]} die Länge des ersten Elements. Das # ist also kontextabhängig — eindeutig nur durch die Klammer-Position.

Substring

Mit ${var:offset} schneidest du einen Teil ab Position offset heraus. Mit ${var:offset:length} zusätzlich begrenzt auf length Zeichen. Negative Offsets greifen vom Ende — aber nur mit einem Leerzeichen vor dem Minus, sonst kollidiert die Syntax mit dem Default-Operator.

s="Hallo Welt"
echo "${s:6}"        # ab Position 6
echo "${s:0:5}"      # erste 5 Zeichen
echo "${s:6:4}"      # 4 Zeichen ab Position 6
echo "${s: -4}"      # letzte 4 Zeichen (Space vor Minus!)
echo "${s: -4:3}"    # 3 Zeichen, beginnend 4 vom Ende

Welt
Hallo
Welt
Welt
Wel

Das Leerzeichen vor dem Minus ist Pflicht: ${s:-4} ohne Space ist der Default-Operator und liefert den Wert 4, falls s leer oder ungesetzt wäre. ${s: -4} mit Space ist der Substring-Operator mit negativem Offset. Diese subtile Falle ist in der Bash-Manpage explizit dokumentiert.

Prefix und Suffix entfernen

Vier Operatoren entfernen passende Teile vom Anfang oder Ende des Strings. Sie verwenden Glob-Pattern, kein Regex — * matcht beliebige Zeichen, ? ein einzelnes.

path="/home/user/projekt/datei.tar.gz"

echo "${path#*/}"       # erstes / weg, kürzester Match
echo "${path##*/}"      # alles bis letztes / weg
echo "${path%.*}"       # letzte Extension weg
echo "${path%%.*}"      # alle Extensions weg

home/user/projekt/datei.tar.gz
datei.tar.gz
/home/user/projekt/datei.tar
/home/user/projekt/datei

Eselsbrücke: # zeigt grafisch nach links (Anfang), % nach rechts (Ende) — analog zu ihrer Position auf der amerikanischen Tastatur. Verdoppelung bedeutet immer „längster Match”.

Substitution

Der Slash-Operator ersetzt Teile des Strings. Auch hier gilt: das Pattern ist ein Glob, kein Regex.

s="foo bar foo baz foo"

echo "${s/foo/XXX}"     # nur das erste
echo "${s//foo/XXX}"    # alle
echo "${s/#foo/XXX}"    # nur am Anfang
echo "${s/%foo/XXX}"    # nur am Ende
echo "${s// /_}"        # alle Spaces zu Underscore

XXX bar foo baz foo
XXX bar XXX baz XXX
XXX bar foo baz foo
foo bar foo baz XXX
foo_bar_foo_baz_foo

Wer das Replacement weglässt (${var/pattern/}), löscht das gefundene Pattern. Praktisch, um zum Beispiel alle Whitespace-Zeichen mit ${var// /} zu entfernen.

Case-Conversion

Bash 4 brachte vier Operatoren für Groß- und Kleinschreibung. Sie funktionieren ohne externe Tools wie tr, sind aber auf macOS Standard-Bash (Version 3.2) nicht verfügbar — dort hilft nur brew install bash oder weiterhin tr.

s="Hallo Welt"
echo "${s^^}"
echo "${s,,}"
echo "${s^}"
echo "${s,,[AEIOU]}"   # nur Vokale klein

HALLO WELT
hallo welt
Hallo Welt
Hallo Wlt

Mit Pattern-Argument lassen sich gezielt nur bestimmte Zeichen umstellen. ${var^^[aeiou]} würde alle Kleinbuchstaben-Vokale in Großbuchstaben verwandeln, der Rest bleibt unverändert.

Default-Werte

Vier eng verwandte Operatoren entscheiden, was passiert, wenn eine Variable unset oder leer ist. Mit Doppelpunkt prüfen sie auf „unset oder leer”, ohne Doppelpunkt nur auf „unset”.

unset name
echo "Hallo, ${name:-Welt}"      # Default verwenden
echo "name ist immer noch: '$name'"

echo "Hallo, ${name:=Welt}"      # Default verwenden + setzen
echo "name ist jetzt: '$name'"

log="aktiv"
echo "${log:+log ist gesetzt}"   # nur wenn gesetzt

Hallo, Welt
name ist immer noch: ''
Hallo, Welt
name ist jetzt: 'Welt'
log ist gesetzt

${var:?Fehlermeldung} ist das robuste Pendant für Pflicht-Variablen: Wenn var nicht gesetzt ist, druckt Bash die Meldung auf stderr und beendet das Skript mit Exit-Code 1. Ideal für Konfigurations-Variablen, die zwingend in der Umgebung stehen müssen.

Indirect-Reference

Mit ${!varname} wird der Inhalt von varname als Variablen-Name interpretiert und dessen Wert geholt — eine „Variable einer Variable”. Der Mechanismus ist klassisch für dynamische Lookups, etwa wenn ein Schlüssel zur Laufzeit feststeht.

color_red="#ff0000"
color_blue="#0000ff"
color_green="#00ff00"

name="color_red"
echo "${!name}"          # holt $color_red

for c in red blue green; do
    key="color_$c"
    echo "$c -> ${!key}"
done

#ff0000
red -> #ff0000
blue -> #0000ff
green -> #00ff00

In modernem Bash-Code wird das Pattern oft durch assoziative Arrays (declare -A) ersetzt — sauberer und besser nachvollziehbar. Aber für ältere Skripte oder Setups ohne Bash 4 bleibt ${!name} die Standard-Lösung.

Praxis-Patterns

Die folgenden Muster lösen wiederkehrende String-Aufgaben mit reiner Parameter-Expansion. Sie sind kürzer und schneller als externe Tools und kommen in praktisch jedem produktiven Bash-Skript vor.

Dateiname ohne Extension

file="archiv.tar.gz"
echo "${file%.*}"      # archiv.tar

%.* matcht den kürzesten Suffix, der mit einem Punkt beginnt. Bei archiv.tar.gz bleibt also archiv.tar übrig — die letzte Extension fällt weg. Wer alle Extensions entfernen will, nimmt ${file%%.*} (längster Match) und bekommt nur archiv.

Extension extrahieren

file="bericht.final.pdf"
echo "${file##*.}"     # pdf

Spiegelbildlich zum vorigen Pattern: ##*. entfernt vom Anfang den längsten Teil bis zum letzten Punkt. Übrig bleibt nur die Extension. Wenn die Datei keinen Punkt enthält, liefert der Ausdruck den ganzen Dateinamen — das musst du gegebenenfalls separat prüfen.

Pfad ohne Verzeichnis (basename-Ersatz)

path="/home/user/projekte/notiz.md"
echo "${path##*/}"     # notiz.md

##*/ entfernt vom Anfang alles bis einschließlich dem letzten Slash. Das Ergebnis entspricht basename "$path" — aber ohne Subprocess. In einer Schleife über tausende Dateien ist das ein spürbarer Geschwindigkeitsgewinn.

Verzeichnis ohne Datei (dirname-Ersatz)

path="/home/user/projekte/notiz.md"
echo "${path%/*}"      # /home/user/projekte

%/* entfernt vom Ende alles ab dem letzten Slash. Damit bekommst du das Verzeichnis — analog zu dirname. Achtung: Wenn der Pfad keinen Slash enthält, bleibt der Original-String unverändert. dirname würde in dem Fall einen Punkt liefern, die Expansion nicht.

Whitespace trimmen

text="   hallo welt   "
# Vorne weg
ohne_links="${text#"${text%%[![:space:]]*}"}"
# Hinten weg
trimmed="${ohne_links%"${ohne_links##*[![:space:]]}"}"
echo "[$trimmed]"

Der Klassiker mit verschachtelter Expansion: Der innere Ausdruck ${text%%[![:space:]]*} liefert den führenden Whitespace-Block, der äußere ${text#...} schneidet ihn ab. Spiegelbildlich für hinten. Mit aktiviertem extglob geht es auch in einer Zeile per ${text##+([[:space:]])}, aber die zweistufige Variante läuft überall ohne Sonder-Setup.

Lower-case für Vergleich

read -r input
if [[ "${input,,}" == yes ]]; then
    echo "bestätigt"
fi

Statt im case alle Schreibweisen aufzulisten (yes|Yes|YES|y|Y), normalisiert ${input,,} die Eingabe einmal zu Kleinbuchstaben. Der Vergleich gegen yes deckt damit YES, Yes, yEs und alle anderen Mischformen ab. Funktioniert ab Bash 4.

Weiterführende Ressourcen

Externe Quellen

• Bash-Manpage: Parameter Expansion — Offizielle Referenz aller Expansion-Operatoren
• GNU Bash-Handbuch: Shell Parameter Expansion — Detaillierte Beschreibung mit Beispielen
• BashFAQ: How can I use parameter expansion? — Praxisorientierte FAQ mit Edge Cases
• Bash Hackers Wiki: Parameter Expansion — Sehr ausführliche Übersicht aller Formen
• Greg’s Wiki: Pattern Matching — Glob-Pattern in Bash, das Fundament der String-Expansion

Verwandte Artikel

• Variablen — Grundlagen der Variablen-Definition und Quoting
• Parameter — Argumente an Skripte und Funktionen übergeben
• Arrays — Mehrere Werte unter einem Variablennamen
• sed — Stream-Editor für komplexere Regex-Aufgaben
• Funktionen — Eigene Bash-Funktionen mit String-Verarbeitung