Bashの連想配列でデータを自在に管理する

シェルスクリプトでも、Python、C++、さらにはScratchでも、コードを書いたことがある人なら、変数がいかに重要かをご存じでしょう。コンピュータやプログラマは変数を「中継地点」として使い、情報をやり取りします。たとえば、シェルスクリプトでユーザー名を処理する場合、変数を用意し、そこにユーザー名を格納し、その変数に対して何らかの操作(許可されたユーザーのリストとの照合など)を行うようコンピュータに指示します。変数が重要なのは、コードを動的にできるからです。実行のたびに変化する情報のプレースホルダーとして機能するためです。

しかし、変数はあまりにも頻繁に使われるため、扱いにくくなることもあります。プロジェクトが大きくなると変数が増えすぎて、すべてを把握するのがほぼ不可能になることも珍しくありません。関連する変数に共通の接頭辞を付ける(user_name、user_pass、user_timeなど)といった命名規則を工夫したり、参照用のマスターリストを作ったりする方法もありますが、管理にかかる手間は大きな負担になりがちです。

この問題への伝統的な解決策が「配列」です。配列は多くのプログラミング言語でうまく機能しており、Bashのようなシェルスクリプト言語でも同じことが言えます。

ほとんどのシェルには、インデックス配列(添字配列)を作成・操作・照会する機能が備わっています。平たく言えば、インデックス配列とは「番号付きの項目リスト」のことです。項目とその番号は1つの変数にまとめられているため、コードの中で簡単に持ち運べます。

一方、Bashには連想配列を作成する機能があり、これらは通常の配列と同じように扱えます。連想配列を使うと、番号付きの値だけでなく、「キーと値」のペアによるリストを作成できます。

まず、任意のキーに値を代入してみましょう。

$ declare -A userdata

$ userdata[name]=seth

$ userdata[pass]=8eab07eb620533b083f241ec4e6b9724

$ userdata[login]=`date --utc +%s`

次に、任意のキーを照会します。

$ echo "${userdata[name]}"

seth

$ echo "${userdata[login]}"

1583362192

配列に期待される一般的な操作のほとんどが利用可能です。たとえば、すべての値を一覧表示できます。

$ echo "${userdata[*]}"

8eab07eb620533b083f241ec4e6b9724 seth 1583362192

配列全体の内容を確認することもできます。

$ typeset -A

declare -A BASH_ALIASES='()'

declare -A BASH_CMDS='()'

declare -A userdata='([pass]="8eab07eb620533b083f241ec4e6b9724" 

[name]="seth" 

[login]="1583362192" )'

unsetコマンドを使えば、配列から特定の項目を削除することもできます。

$ unset userdata[pass]

$ typeset -A

[...]

declare -A userdata='([name]="seth" 

[login]="1583362192" )'

最後に、配列全体をまとめて削除することも可能です。

$ unset "userdata[*]"

データ管理に配列を活用する

配列は、関連するデータをひとまとめに格納するのに便利なツールです。多くの場合は普通の変数で十分ですが、ひとつのデータ「オブジェクト」の属性を配列にまとめて格納すると、データが整理され、インデックスも付けられるため、より論理的な構造になります。たとえば、utmpから取得したログイン名とログイン時刻を処理する場合、2つのデータを無関係な別々の変数として保存するよりも、ログイン時刻を該当ユーザーと関連付けて保存したほうがはるかに有用です。

さらに、変数と違って、配列の要素は事前に存在している必要がありません。データを格納する前に、どれだけのデータが格納されるのかを正確に把握しておく必要もありません。これは、制御や予測が難しいデータを処理する際に大きな利点となります。utmpに何人のユーザーが記録されるかは日によって異なるため、すべてのエントリーを収めるスクリプトを事前に組み上げるのは困難です。しかし配列なら、配列を1つ宣言してデータを読み込むだけで、取り込むデータがなくなるまで新しいキーと値のペアを自動的に作成し続けられます。

配列は非常に強力な機能であり、Bash以外のさまざまなプログラミング言語でも広く使われています。ぜひ今日から活用してみましょう。