linux - 是否可以用 POSIX sh(1) 复制 cat(1)？

Question

• http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/sh.html

POSIX sh(1) 能够进行各种文件描述符操作(等同于 open(2)、close(2) 和 dup(2), etc.) 以及 read-ing 来自 STDIN 的一行。

所以我的印象是我们可以用符合 POSIX 标准的 shell 脚本替换 cat(1)，但我还没有想出一个实际的实现。这真的有可能吗？或者，sh(1) 可能缺少 cat(1) 的哪些功能？ (暂时忘记 GNU 扩展)

不要问我为什么要这么做。作为智力测验，也许？

Answer 1

cat 可以复制任何文件到标准输出；该文件不需要是文本文件。例如，它可能包含 NUL，而 NUL 不能在 sh 字符串中表示。所以这肯定是 cat 的一个特性，即使不是不可能，也很难实现。 [注1]

除此之外，您应该能够将 read 和 echo 包装在 while 循环中，尽管存在一些棘手的问题。 (例如，准确再现不以换行符结尾的非空文件。)

但是，从技术上讲，echo 与 cat 一样，都不是 sh 的一部分；就像 cat 一样，它是一个可能不存在的实用程序(在非 Posix 系统上)。实际上，没有 echo 的环境与没有 cat 的环境的可能性差不多；如果您有 sh，您就有合理的期望找到标准的命令行实用程序。

---

注意事项

1. 最小的 Posix 兼容 read 接受的唯一选项是 -r。但是，如果我们有 read 的 bash 实现，我们可以逐个字符地复制文件，即使 NUL 字符实际上永远不会出现在 shell 变量中:

   while IFS= read -d '' -rn1 char; do
     if [ -z "$char" ]; then printf '\0'; else printf '%s' "$char"; fi
   done < "$1" > "$2"
   

   例子:

   $ printf 'foo\0bar\n\nbye' |
   > while IFS= read -d '' -rn1 char; do
   >   if [ -z "$char" ]; then printf '\0'; else printf '%s' "$char"; fi
   > done |
   > hd
   00000000  66 6f 6f 00 62 61 72 0a  0a 62 79 65              |foo.bar..bye|
   0000000c
   

   该调用中要读取 的完整选项集经过精心设计，以解决 bash 实现中的各种特性:

   • IFS= 避免从结果中删除尾随空白字符。
   • -n1 导致读取一个字符，直到分隔符为止。直觉上，-N1 会更自然，因为 -N1 会忽略分隔符。但是，read 还会从输入中去除 NUL 字符。如果下一个字符是 NUL，目的是在 $char 中存储零个字符，我们可以通过使用 -n1 和将分隔符设置为 NUL，这是有效的，因为分隔符检查是在 NUL 被剥离之前完成的。
   • -d '' 将行分隔符设置为 NUL。见上文。
   • -r 避免在输入流中解释 \；这是集合中唯一与 Posix 兼容的选项。
     

   不用说，以上内容只是理论上的兴趣，或者作为 OP 的智力测验。实际上，shell 脚本应该只做协调外部实用程序的工作，以及存在的 Posix 兼容实用程序，例如 cat、dd、head 和 tail 应该足以满足任何文件复制需求。