Bash 花括号扩展 {start..end} 进阶使用指南——字典生成

Bash 的花括号扩展（brace expansion）{start..end} 是一个强大而灵活的语法特性，用于生成特定序列或组合。它在脚本编写、爆破字典生成、文件批量操作以及模式匹配中有着广泛的应用。本文将从基础用法到高级技巧，带你全面掌握这一功能。

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1. 基础用法：从简单序列开始

{start..end} 是 Bash 花括号扩展的核心语法，用于生成从 start 到 end 的连续序列，支持数字和字母。

1.1 数字序列

echo {1..5}

• 输出：1 2 3 4 5
• 用途：快速生成连续数字列表。

1.2 字母序列

echo {a..e}

• 输出：a b c d e
• 说明：支持小写和大写字母，基于 ASCII 顺序。

1.3 带步长的序列（Bash 4.0+）

echo {1..10..2}

• 输出：1 3 5 7 9
• 格式：{start..end..increment}，步长可正可负。
• 示例：{10..1..-2} 输出 10 8 6 4 2。

1.4 反向序列

echo {5..1}

• 输出：5 4 3 2 1
• 提示：无需显式步长，默认递减 1。

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2. 进阶用法：组合与扩展

花括号扩展的真正威力在于其组合能力和灵活性。

2.1 多范围组合（笛卡尔积）

多个 {..} 紧邻时，会生成所有可能的组合：

echo {a..c}{1..2}

• 输出：a1 a2 b1 b2 c1 c2
• 原理：类似数学中的笛卡尔积。

2.2 用逗号合并集合

用逗号分隔的项构成并集：

echo {a,b,c}

• 输出：a b c

嵌套范围：

echo {{a..c},{0..1}}

• 输出：a b c 0 1
• 注意：这是并集而非组合。

复杂组合：

echo {{a..c},{0..1}}{x,y}

• 输出：ax ay bx by cx cy 0x 0y 1x 1y
• 总项数：5 × 2 = 10。

2.3 添加前缀和后缀

echo user{1..3}@domain.com

• 输出：[email protected] [email protected] [email protected]
• 用途：生成批量用户名、URL 等。

2.4 空格分隔的独立扩展

空格分隔的 {..} 各自独立扩展：

echo {a..b} {1..2}

• 输出：a b 1 2
• 区别：与紧邻的笛卡尔积不同。

2.5 数字填充（补零）

echo {01..05}

• 输出：01 02 03 04 05
• 规则：以起始值的位数为准，自动补零。

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3. 爆破字典生成：实用场景

花括号扩展在生成爆破字典（如密码、文件名）时尤为高效。

3.1 多位组合

固定模式：

echo {a..z}{A..Z}{0..9}

• 输出：aA0 aA1 ... zZ9
• 总项数：26 × 26 × 10 = 6760。

全字符集：

echo {{a..z},{A..Z},{0..9}}{{a..z},{A..Z},{0..9}}{{a..z},{A..Z},{0..9}}

• 输出：aaa aab ... 999
• 总项数：62³ = 238,328。

3.2 年份字典

echo {2020..2025}

• 输出：2020 2021 2022 2023 2024 2025
• 用途：生成时间相关的测试数据。

3.3 美化输出

换行显示：

echo {a..c}{0..2} | tr ' ' '\n'

• 输出：

  a0
  a1
  a2
  b0
  b1
  b2
  c0
  c1
  c2
  

3.4 动态生成 N 位字典

N=3
cmd="echo "
for ((i=1; i<=N; i++)); do
    cmd="$cmd{{a..z},{A..Z},{0..9}}"
done
eval "$cmd" > dict.txt

• 输出：3 位全字符组合，保存至 dict.txt。

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4. 高级技巧：脚本与文件操作

4.1 批量文件操作

touch file{1..3}.txt

• 效果：创建 file1.txt file2.txt file3.txt。

4.2 管道与参数处理

echo {a..c}{0..1} | xargs -n 1 echo "Test:"

• 输出：

  Test: a0
  Test: a1
  Test: a2
  Test: b0
  ...
  

4.3 条件过滤

结合 grep 筛选：

echo {a..z}{0..9} | grep -E '^[aeiou]'

• 输出：a0 a1 ... u9
• 用途：提取特定模式。

4.4 嵌套目录结构

mkdir -p dir{1..2}/sub{1..2}

• 效果：创建 dir1/sub1 dir1/sub2 dir2/sub1 dir2/sub2。

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5. 注意事项与限制

1. 语法限制：
   • {a..z,A..Z,0..9} 无效，需用 {{a..z},{A..Z},{0..9}}。
2. 内存限制：
   • 大范围（如 {1..1000000}）可能耗尽内存，建议用 seq 1 1000000。
3. 变量嵌入：
   • {1..$n} 需配合 eval：

     n=5; eval echo {1..$n}
     

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6. 完整爆破字典脚本示例

#!/bin/bash
N=3
TEMPLATE="Testing ???\r"
cmd="echo "
for ((i=1; i<=N; i++)); do
    cmd="$cmd{{a..z},{A..Z},{0..9}}"
done
eval "$cmd" | while read line; do
    echo "$TEMPLATE" | awk -v a="$line" '{gsub(/\?\?\?/, a)}1' | tr -d '\n'
    echo "$line" >> dict.txt
done
echo -e "\nDone!"

• 功能：生成 3 位组合，显示进度并保存至 dict.txt。
• 输出示例：Testing aaa 到 Testing 999。

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7. 与其他工具对比

7.1 Crunch

crunch 3 3 abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789 -o dict.txt

• 优势：
  • 高效处理大规模字典，内存占用优化。
  • 支持复杂模式（如固定字符、模板）。
  • 可直接输出到文件，避免管道开销。
• 劣势：
  • 非 Bash 内置，需安装。
  • 配置稍复杂，学习曲线略高。
• 适用场景：生成超大爆破字典（如密码破解）。

7.2 Bash {start…end}

echo {a..z}{A..Z}{0..9} > dict.txt

• 优势：
  • Bash 内置，无需额外依赖，开箱即用。
  • 语法简洁，适合快速生成中小规模序列或组合。
  • 与管道和脚本无缝集成。
• 劣势：
  • 内存受限，大范围扩展（如 {1..1000000}）可能导致崩溃。
  • 不支持复杂模式或动态模板。
• 适用场景：临时生成小规模数据、脚本中的快速迭代。

7.3 seq

seq 1 2 10

• 功能：生成数字序列，支持步长。
• 输出示例：1 3 5 7 9（步长为 2）。
• 优势：
  • 专为数字序列设计，性能优于 {start..end}。
  • 支持浮点数（如 seq 1 0.5 3 输出 1 1.5 2 2.5 3）。
  • 内存占用低，适合超大范围。
• 劣势：
  • 仅限数字，不支持字母或组合。
  • 需要配合其他工具实现复杂功能。
• 适用场景：生成大范围数字序列（如循环计数、文件名编号）。
• 用法示例：

  for i in $(seq 1 1000000); do echo "file$i.txt"; done
  

对比总结

工具	内置性	支持类型	内存效率	复杂模式	适用规模
{start..end}	是	数字、字母、组合	低	否	小中规模
seq	是	数字	高	否	大规模
crunch	否	数字、字母、组合	高	是	超大规模

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结语

Bash 花括号扩展 {start..end} 语法简单却功能强大，掌握其基础与进阶用法，能极大提升脚本效率。无论是生成测试数据、批量操作文件，还是创建爆破字典，它都是不可或缺的利器。结合管道和其他工具，您可以解锁更多可能性！