Bash数组替换元素异常：替换元素被追加至数组末尾问题排查

问题背景 #

现有两个长度相同的数组：

az0=(0 0 0 0 0 0 0 0 0 0)
az=(0 45 315 90 270 120 240 150 210 180)

需求是遍历数组az，每次将az0完整复制到spaz数组，然后将spaz的第i个元素替换为az的第i个元素，最终得到如下序列：

spaz=(0 0 0 0 0 0 0 0 0 0)
spaz=(0 45 0 0 0 0 0 0 0 0)
spaz=(0 0 315 0 0 0 0 0 0 0)
…
spaz=(0 0 0 0 0 0 0 0 0 180)

现有代码 #

调试模式代码 #

for((i=0;i<${#az[@]};i++))
do
    spaz=${az0[@]}
    echo '${spaz[*]}=('`echo ${spaz[*]}`')'
    echo '${az[*]}=('`echo ${az[*]}`')'
    az=(0 45 315 90 270 120 240 150 210 180)
    echo "i=$i"
    echo '${az'[$i]'}='`echo ${az[$i]}`
    spaz[$i]=${az[$i]}
    echo '${spaz'[$i]'}'=`echo ${spaz[$i]}`
    echo '${spaz[*]}=('`echo ${spaz[*]}`')'
    echo
    unset spaz
    read -rsp $'Press any key to continue or q or CTRL-C to quit...\n' -n 1 key
    if [[ "$key" = "q" ]] then echo; exit; fi
    echo
done

运行模式代码 #

for((i=0;i<${#az[@]};i++))
do
    spaz=${az0[@]}
    az=(0 45 315 90 270 120 240 150 210 180)
    spaz[$i]=${az[$i]}
    unset spaz
done

异常现象 #

运行代码后出现不符合预期的结果：

• 当i=0时，spaz变为仅含一个0的数组，而非全0数组
• 当i≥1时，修改的元素被追加到数组末尾，而非替换对应位置的元素
  异常输出片段如下：

${spaz[*]}=(0 0 0 0 0 0 0 0 0 0)
${az[*]}=(0 45 315 90 270 120 240 150 210 180)
i=0
${az[0]}=0
${spaz[0]}=0
${spaz[*]}=(0)

${spaz[*]}=(0 0 0 0 0 0 0 0 0 0)
${az[*]}=(0 45 315 90 270 120 240 150 210 180)
i=1
${az[1]}=45
${spaz[1]}=45
${spaz[*]}=(0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 45)

问题原因 #

核心错误是数组复制的方式不正确：
spaz=${az0[@]} 这种写法并没有复制数组，而是将az0的所有元素拼接成一个单一字符串，赋值给普通变量spaz，而非数组变量。

当后续执行spaz[$i]=${az[$i]}时，Bash会自动将普通变量spaz转换为数组，但此时原字符串会被当作数组的第0个元素：

• 当i=0时，会直接覆盖数组第0位的字符串，导致数组仅保留一个元素
• 当i≥1时，会在数组的第i位新增元素，原第0位的完整字符串被保留，最终输出看起来像是元素被追加到末尾

解决方案 #

使用正确的数组复制语法：spaz=("${az0[@]}")，双引号确保元素中的空格被保留（此处元素为数字不影响，但这是标准数组复制写法），括号和@符号确保每个元素被单独复制为spaz数组的元素。

修正后的调试模式代码 #

for((i=0;i<${#az[@]};i++))
do
    spaz=("${az0[@]}")  # 修正数组复制方式
    echo '${spaz[*]}=('`echo ${spaz[*]}`')'
    echo '${az[*]}=('`echo ${az[*]}`')'
    az=(0 45 315 90 270 120 240 150 210 180)
    echo "i=$i"
    echo '${az'[$i]'}='`echo ${az[$i]}`
    spaz[$i]=${az[$i]}
    echo '${spaz'[$i]'}'=`echo ${spaz[$i]}`
    echo '${spaz[*]}=('`echo ${spaz[*]}`')'
    echo
    unset spaz
    read -rsp $'Press any key to continue or q or CTRL-C to quit...\n' -n 1 key
    if [[ "$key" = "q" ]]; then echo; exit; fi  # 修正if语句语法
    echo
done

修正后的运行模式代码 #

for((i=0;i<${#az[@]};i++))
do
    spaz=("${az0[@]}")  # 修正数组复制方式
    az=(0 45 315 90 270 120 240 150 210 180)
    spaz[$i]=${az[$i]}
    # 可添加输出语句查看结果：echo "spaz=(${spaz[*]})"
    unset spaz
done

注：原调试代码中的if [[ "$key" = "q" ]] then存在语法错误，需添加分号修正为if [[ "$key" = "q" ]]; then，否则会触发语法报错。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者hmj6jmh