Bashでファイルを読み書きする方法――source、パース、リダイレクトの基本

Bashでスクリプトを書いていると、ファイルからデータを読み込んだり、ファイルへデータを書き出したりする場面に必ず出会います。ファイルにはアプリケーションの設定オプションが格納されていることもあれば、ユーザーがアプリケーション上で作成したデータそのものであることもあります。データファイルの扱い方は言語ごとに少しずつ異なりますが、本記事ではBashおよびその他のPOSIXシェルでデータファイルを扱う方法を実例とともに解説します。

Bashのインストール

Linuxをお使いなら、おそらくすでにBashがインストールされています。もし入っていない場合は、各ディストリビューションのソフトウェアリポジトリから簡単に入手できます。

macOSでは標準のターミナルが利用可能です。macOSのバージョンによって、デフォルトのシェルはBashまたはZshのいずれかになります。

Windowsの場合は、Microsoftが公式にサポートしているWindows Subsystem for Linux（WSL）をはじめ、いくつかの方法でBash環境を構築できます。

Bashの準備が整ったら、お好みのテキストエディタを開いて、さっそくコーディングを始めましょう。

Bashでファイルを読み込む

Bashはシェルであると同時に、スクリプト言語としての側面も持っています。Bashでデータを読み込む方法は主に2つあります。1つはデータストリームを作成して出力を解析する方法、もう1つはデータをメモリに読み込む方法です。どちらも有効な手法ですが、それぞれ向いている用途が異なります。

Bashでファイルをsourceする

Bashでファイルを「source」すると、Bashはそのファイルの内容を、既存のデータモデルに組み込める有効なデータとして読み込みます。どんなファイルでもsourceできるわけではありませんが、この方法は設定ファイルや関数の読み込みに特に便利です。

まず、example.shというファイルを作成し、次の内容を記述してみましょう。

#!/bin/sh

greet opensource.com

echo "The meaning of life is $var"

このスクリプトを実行すると、失敗します。

$ bash ./example.sh
./example.sh: line 3: greet: command not found
The meaning of life is 

Bashにはgreetというコマンドが存在しないため3行目を実行できず、varという変数の情報もないため、「人生の意味」は空欄のまま表示されました。これを解決するために、include.shというファイルを作成します。

greet() {
    echo "Hello ${1}"
}

var=42

続いて、example.shスクリプトにsourceコマンドを追加します。

#!/bin/sh

source include.sh

greet opensource.com

echo "The meaning of life is $var"

スクリプトを再実行すると、今度は正しく動作します。

$ bash ./example.sh
Hello opensource.com
The meaning of life is 42

greet関数はinclude.shファイル内で定義されているため、シェル環境に取り込まれ、引数（この例ではopensource.com）も正しく認識されます。同様に、変数varも設定されて読み込まれています。

Bashでファイルをパースする

データをBashに「取り込む」もう1つの方法は、データをストリームとして解析することです。やり方はさまざまで、grepやcatのように、データを受け取ってstdoutへ出力する任意のコマンドを利用できます。あるいは、Bashに組み込まれているリダイレクト機能を使うことも可能です。ただしリダイレクト単体では結果が見えにくいため、この例では組み込みのechoコマンドを併用して、リダイレクトの結果を出力しています。

#!/bin/sh

echo $( < include.sh )

このコードをstream.shとして保存し、実行して結果を確認してみましょう。

$ bash ./stream.sh
greet() { echo "Hello ${1}" } var=42
$

include.shファイルの各行が、Bashによってターミナルへ出力（エコー）されます。この出力を適切なパーサーにパイプで渡すのが、Bashでデータを読み込む際の定番テクニックです。たとえば、include.shがイコール（=）記号で区切られたキーと値のペアを持つ設定ファイルだと仮定してみましょう。awkやcutを使えば、目的の値だけを簡単に抽出できます。

#!/bin/sh

myVar=`grep var include.sh | cut -d'=' -f2`

echo $myVar

実際にスクリプトを実行してみます。

$ bash ./stream.sh
42

Bashでファイルにデータを書き込む

ユーザーがアプリケーションで作成したデータを保存する場合でも、ユーザーの操作履歴などのメタデータ（ゲームのセーブデータや最近再生した楽曲など）を記録する場合でも、後から利用できるようデータを保存しておく理由は数多くあります。Bashでは、一般的なシェルのリダイレクトを使って、手軽にデータをファイルへ保存できます。

たとえば、出力内容を新しいファイルに書き込むには、リダイレクト記号を1つ使用します。

#!/bin/sh

TZ=UTC
date > date.txt

スクリプトを何度か実行してみましょう。

$ bash ./date.sh
$ cat date.txt
Tue Feb 23 22:25:06 UTC 2021
$ bash ./date.sh
$ cat date.txt
Tue Feb 23 22:25:12 UTC 2021

既存のファイルにデータを追記したい場合は、リダイレクト記号を2つ重ねて使用します。

#!/bin/sh

TZ=UTC
date >> date.txt

スクリプトを複数回実行すると、以下のように追記されていきます。

$ bash ./date.sh
$ bash ./date.sh
$ bash ./date.sh
$ cat date.txt
Tue Feb 23 22:25:12 UTC 2021
Tue Feb 23 22:25:17 UTC 2021
Tue Feb 23 22:25:19 UTC 2021
Tue Feb 23 22:25:22 UTC 2021

手軽なプログラミングのためのBash

Bashの最大の魅力は、その習得のしやすさにあります。基本的な概念をいくつか覚えるだけで、複雑なプログラムを構築できるのです。より詳しい情報については、GNU.orgで公開されている充実した公式Bashドキュメントを参照してください。