Bash中[[表达式内$符号的省略、必用及可选场景问询

[[的求值规则和普通test（[）差异显著，但bash手册并未对这些规则做出清晰说明。先看以下示例：

> a[1]=''
> i=1
> [[ -v a[i] ]] && echo true || echo false
true
> [[ -v a[$i] ]] && echo true || echo false
true
> [[ -v a[$j] ]] && echo true || echo false
false
> i=0
> [[ -v a[$i] ]] && echo true || echo false
false
> [[ -v ${a[$i]} ]] && echo true || echo false
false
> i=1
> [[ -v ${a[$i]} ]] && echo true || echo false
false

现正式询问：在[[表达式中，哪些场景可以省略$符号，哪些场景必须使用$符号，哪些场景使用$符号不影响结果正确性？

关于数组下标的求值规则 #

下标被视为必须求值为数字的算术表达式

在使用关联数组时，键似乎必须通过$符号展开。请看以下命令集：

> a[k]=k
> declare -p a
declare -a a=([0]="k")
> declare -A A
> A[k]=k
> declare -p A
declare -A A=([k]="k" )
> [[ -v a[k] ]] && echo true || echo false
true
> [[ -v A[k] ]] && echo true || echo false
true
> [[ -v a[j] ]] && echo true || echo false
true
> [[ -v A[j] ]] && echo true || echo false
false
> j=k
> [[ -v a[j] ]] && echo true || echo false
true
> [[ -v A[j] ]] && echo true || echo false
false
> [[ -v A[$j] ]] && echo true || echo false
true

场景分类说明 #

一、可以省略$符号的场景 #

• 普通数组（索引数组）的下标：在[[的上下文里，普通数组的下标会被当作算术表达式自动求值，直接写变量名（不带$）会解析为变量的数值。比如[[ -v a[i] ]]等价于[[ -v a[$i] ]]。
• 算术比较场景：进行数值比较时，变量名无需加$，会被当作算术表达式求值。比如[[ i -eq 1 ]]和[[ $i -eq 1 ]]效果完全一致。

二、必须使用$符号的场景 #

• 关联数组的键：关联数组的键是字符串类型，[[里直接写变量名会被当作字面量字符串，而非变量的值。比如A[j]中的j是字符串"j"，而非变量j的内容，必须写成A[$j]才能引用变量对应的键。
• 字符串比较中的变量引用：如果要拿变量的值做字符串比较，必须加$。比如[[ $str == "hello" ]]才能正确引用变量str的值，不加$的话str会被当作字面量"str"处理。
• 数组元素值的引用：比如检查数组元素的值是否存在时，${a[$i]}里的$不能省略，否则会被当作字面量字符串，而非数组元素的值。

三、使用$符号不影响结果正确性的场景 #

• 普通数组的下标：无论是a[i]还是a[$i]，在[[中都会被当作算术表达式求值，最终结果一致。
• 算术比较中的变量：带$和不带$的变量在算术比较上下文里都会被正确求值，比如[[ $i -gt 0 ]]和[[ i -gt 0 ]]效果相同。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者U. Windl