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Bash 函数计算嵌套括号的数量

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Bash 函数计算嵌套括号的数量

我想创建一个 bash 函数，给定一个字符串，它计算嵌套括号的深度级别，如果括号不平衡则返回 -1：


function countNested(){
  str="$1"
  n_left=$(echo $str | grep -o '(' | grep -c '(' )
  n_right=$(echo $str | grep -o ')' | grep -c ')' )
  
  # if the n_left is not equal to n_right return -1
  [[ $n_left -ne n_right ]] && { echo -1; return -1 ; }
  [[ $n_left -ge 1 ]] && echo $((n_left-1))
  [[ $n_left -eq 0 ]] && echo 0
}

当我尝试时：

countNested '((((((5)))'
# output: -1

countNested '((((((((((((((((5+7))))))))))))))))'
# output: 15

我使用 grep 两次，这似乎很昂贵。有什么想法可以提高该功能的性能吗？

答案1

您可以逐个字符进行检查，这样您就可以检测出有右括号而没有相应左括号的情况。您可以使用 Bash 来实现，但如果您关心性能，其他工具可能会更好。例如，使用 awk：

$ cat parens.awk
#!/usr/bin/awk -f
{
    n = 0;
    max = 0;
    for (i = 1; i <= length($0); i++) {
        c = substr($0, i, 1);
        if (c == "(") n++;
        if (c == ")") n--;
        if (c == ")" && n < 0) {
            printf "mismatching right parenthesis at position %d\n", i > "/dev/stderr";
            exit 1;
        }
        if (n > max) max = n;
    }
    if (n != 0) {
        printf "%d left parentheses left unclosed\n", n > "/dev/stderr";
        exit 1;
    }
    # maximum nesting level
    printf "%d\n", max;   
    exit 0;
}

输出只是最大嵌套级别，或者如果输入无效则向 stderr 发送消息：

$ echo '((5))' | awk -f parens.awk 
2
$ echo '((5)' | awk -f parens.awk 
1 left parentheses left unclosed
$ echo '((5)))' | awk -f parens.awk 
mismatching right parenthesis at position 6
$ echo '(5))(' | awk -f parens.awk 
mismatching right parenthesis at position 4
$ echo '((5)(6))' | awk -f parens.awk 
2
$ echo '((5)))' | awk -f parens.awk 
mismatching right parenthesis at position 6

另外，退出状态为错误状态，因此您还可以执行以下操作：

if ! level=$( echo '((5)))' | awk -f parens.awk 2>/dev/null); then
    echo invalid parenthesis
fi

print（或者如果您不关心错误消息，则删除它们。）

如果你想在 Bash 中执行此操作，请给出位置${var:i:1}中的字符，给出变量的长度。vari${#var}

答案2

使用bash自己的模式匹配运算符，您可以执行以下操作：

shopt -s extglob
count_nested() {
  local string="$1" new count=0
  until
    new=${string//'('*([^'()'])')'}
    [[ "$string" = "$new" ]]
  do
    string=$new
    (( ++count ))
  done
  case $string in
    (*['()']*) echo -1; false;;
    (*)        echo "$count";;
  esac
}

这是从内到外的方式，(...)首先删除内部对，然后在没有匹配的括号时停止。

为了删除内部(...)，我们在这里使用ksh93 中的替换运算符以及使用 ksh 扩展运算符的模式（其中的子集通过选项${param//pattern[/replacement]}启用）：。bashextglob'('*([^'()'])')'

匹配 on(后跟 0 个或多个*(...)字符，而不是(or )( [^'()']) 后跟)。

所以这是一个(...)不包含(/的 a )。

s(和)s 需要用引号引起来，因为它们在 shell 语法中很特殊。为了使其更清晰，您可以将模式存储在变量中：

local pattern='(*([^()]))'
...
new=${string//$pattern}

将其放在变量中还可以避免函数运行时出现问题解析的（更不用说运行）当该extglob 选项未启用时。然后，它允许您在函数内（可能在子 shell 中）设置该选项，因此它被限制在那里：

count_nested() (
  shopt -s extglob
  string="$1" count=0 pattern='(*([^()]))'
  until
    new=${string//$pattern}
    [[ "$string" = "$new" ]]
  do
    string=$new
    (( ++count ))
  done
  case $string in
    (*['()']*) echo -1; false;;
    (*)        echo "$count";;
  esac
)

（请注意，函数主体现在是(...)子 shell，而不是{...;}命令组）。

¹ asbash尚未对其设置的选项集提供本地范围支持shopt。另请注意，它的子 shell 是通过分叉子进程来实现的，因此效率较低。

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