[Bash Shell] 31. 배열과 셸 확장 - Brace/Parameter Expansion

값 하나를 담는 변수로는 부족한 상황 — 파일 목록, 사용자 이름 목록, 설정 키-값 쌍 — 을 위해 bash는 배열이라는 자료구조를 제공한다. 그리고 배열을 명령 인자로 펼쳐 넘기려면, 셸이 명령을 실행하기 전에 명령줄을 어떤 순서로 다시 쓰는지(셸 확장)를 알아야 한다. 이 장은 인덱스 배열·연관 배열의 생성과 참조, 그리고 중괄호 확장부터 파일명 확장(글로빙)까지 이어지는 셸 확장의 순서를 GNU Bash Reference Manual 원문과 함께 다룬다.

이 장을 읽기 전에

직전 챕터인 30장: read, 표준입력에서 값 하나를 변수 하나에 채우는 법을 다뤘다. 이 장은 그 확장이다 — 값 여러 개를 이름 하나 아래 묶어 두는 자료구조(배열)를 만들고, 그 요소들을 명령 인자로 펼쳐 넘기는 법을 다룬다. 배열을 펼칠 때 결과가 왜 상황에 따라 달라지는지 이해하려면 셸이 명령줄을 실행 전에 어떤 순서로 다시 쓰는지(셸 확장)부터 알아야 하므로, 두 주제를 한 장에 묶었다.

난이도는 중급이다. 27–28장의 조건·반복문과 29장: case, 산술 연산의 $(( )) 산술 확장, 30장: read의 변수 대입을 이미 안다고 가정한다.

다루지 않는 것: 문자열 일부를 잘라내거나 치환하는 나머지 파라미터 확장 연산자(${var#pattern}, ${var%pattern}, ${var/pattern/repl} 등)와 명령 치환 $( )은 이 장의 범위 밖이다 — 여기서는 배열 참조에 곧바로 필요한 ${arr[@]}/${arr[*]}와 인덱스·길이 조회만 다룬다. 정규식·글롭 패턴 자체의 문법은 13장: grep, 29장: case에서 이미 다뤘으므로 여기서는 패턴 문법을 반복하지 않는다.

당신의 수준에 맞는 경로

개요 + 정신 모델

배열은 이름 하나 아래 여러 값을 슬롯별로 저장하고, 정수 인덱스 또는 문자열 키로 개별 슬롯에 접근하는 자료구조다. 일반 변수 x=3이 슬롯 하나짜리 상자라면, 배열 arr=(a b c)는 번호가 매겨진 여러 칸을 가진 서랍장이다. bash는 이 서랍장을 두 가지 방식으로 제공한다 — 칸 번호가 항상 정수인 인덱스 배열과, 칸 이름을 임의의 문자열로 쓰는 연관 배열(bash 4.0 이상, declare -A로 명시적 선언 필요)이다.

셸 확장은 이와 완전히 다른 층위의 개념이다. 셸은 사용자가 입력한 명령줄을 곧바로 실행하지 않는다. 실행 전에 정해진 순서에 따라 명령줄의 텍스트를 여러 단계로 다시 쓴다 — 중괄호를 풀어 여러 단어로 만들고, 변수와 명령 치환 결과를 끼워 넣고, 그 결과를 공백 기준으로 다시 쪼개고, 마지막으로 와일드카드를 실제 파일명으로 바꾼다. 이 순서를 파이프라인으로 이해하면, 배열을 펼친 결과가 어떤 단계에서 몇 개의 “단어"로 쪼개지는지(그리고 "${arr[@]}"처럼 따옴표로 그 쪼개짐을 막을 수 있는지)를 예측할 수 있게 된다.

핵심 개념

인덱스 배열과 연관 배열

GNU Bash Reference Manual은 두 배열 유형을 다음과 같이 구분한다. 인덱스 배열은 아무 선언 없이도 name[subscript]=value 형태로 대입하는 순간 자동으로 만들어지거나, declare -a name으로 명시적으로 선언할 수 있다. 연관 배열은 반드시 declare -A name으로 먼저 선언해야 하며, 첨자로 정수가 아닌 임의의 문자열(키)을 쓴다.

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# 인덱스 배열 - 선언 없이 대입만으로 생성된다
fruits=(apple banana cherry)

# 연관 배열 - declare -A 없이는 키 문자열을 첨자로 쓸 수 없다
declare -A prices
prices[apple]=1200
prices[banana]=800

배열 생성 - compound assignment

배열은 괄호로 감싼 값 목록을 대입하는 compound assignment 문법으로 만든다. 인덱스 배열은 첨자를 생략하면 0부터 순서대로 채워지고, [n]=value로 특정 인덱스를 지정하면 그 사이 인덱스는 비워둔 채(sparse) 채워진다.

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colors=(red green blue)          # colors[0]=red, colors[1]=green, colors[2]=blue
sparse=([0]=first [5]=sixth)     # 인덱스 1~4는 존재하지 않는다(비어 있는 게 아니라 아예 없다)
declare -A capital=([kr]=Seoul [jp]=Tokyo [us]="Washington DC")

요소 참조와 전체 참조

개별 요소는 ${name[subscript]}로 참조한다. 중괄호는 셸이 이를 파일명 확장 문자로 오인하지 않게 막아주는 역할이라 생략할 수 없다. 배열 전체를 참조할 때는 첨자 자리에 @ 또는 *를 쓰고, 길이는 ${#name[@]}로, 인덱스(또는 키) 목록은 ${!name[@]}로 얻는다.

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fruits=(apple banana cherry)
echo "${fruits[0]}"        # apple
echo "${fruits[-1]}"       # cherry (음수 인덱스는 끝에서부터)
echo "${#fruits[@]}"       # 3 (요소 개수)
echo "${!fruits[@]}"       # 0 1 2 (인덱스 목록)

declare -A capital=([kr]=Seoul [jp]=Tokyo)
echo "${capital[kr]}"      # Seoul
echo "${!capital[@]}"      # kr jp (키 목록, 정렬 순서는 보장되지 않는다)

셸 확장의 순서

셸은 명령줄을 실행하기 전, 정해진 순서로 확장을 적용한다. GNU Bash Reference Manual은 이 순서를 다음과 같이 명시한다.

“The order of expansions is: brace expansion; tilde expansion, parameter and variable expansion, arithmetic expansion, and command substitution (done in a left-to-right fashion); word splitting; and filename expansion.” — GNU Bash Reference Manual, “Shell Expansions”

즉 ① 중괄호 확장이 가장 먼저 일어나 텍스트를 여러 단어로 펼치고, ② 그 각 단어에 대해 물결 확장·변수 확장·산술 확장·명령 치환이 왼쪽에서 오른쪽으로 적용되며, ③ 그 결과를 공백(정확히는 IFS)으로 다시 쪼개는 단어 분리가 일어나고, ④ 마지막으로 각 단어를 실제 파일명과 대조해 바꾸는 파일명 확장(글로빙)이 적용된다. 배열의 "${arr[@]}"/"${arr[*]}" 차이는 바로 이 ③ 단어 분리 단계에서 갈린다 — 뒤의 “핵심 개념” 항목과 “주의사항·함정"에서 이어서 다룬다.

중괄호 확장 {x..y}

중괄호 확장은 {1..10}, {a..e}처럼 정수 또는 알파벳 범위를, 혹은 {red,green,blue}처럼 쉼표로 나열한 목록을 여러 단어로 펼치는 기능이다. GNU Bash Reference Manual은 이를 다음과 같이 정의한다.

“Brace expansion is a mechanism by which arbitrary strings may be generated. This mechanism is similar to filename expansion, but the filenames generated need not exist.” — GNU Bash Reference Manual, “Brace Expansion”

즉 중괄호 확장은 파일명 확장(글로빙)과 겉보기에 비슷한 결과를 내지만, 생성되는 문자열이 실제 파일명일 필요가 전혀 없다. 이 차이는 매우 근본적이라 “주의사항·함정"에서 별도로 다룬다.

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echo {1..5}          # 1 2 3 4 5
echo {a..e}           # a b c d e
echo {05..08}         # 05 06 07 08 (앞자리 0으로 자릿수를 맞춘다)
echo {1..10..2}       # 1 3 5 7 9 (증분 지정)
echo file{1,2,3}.txt  # file1.txt file2.txt file3.txt

예시

1. for 루프로 인덱스 배열 순회

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fruits=(apple banana cherry)
for f in "${fruits[@]}"; do
    echo "과일: $f"
done

2. 연관 배열 선언과 키 순회

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declare -A capital=([kr]=Seoul [jp]=Tokyo [us]="Washington DC")
for country in "${!capital[@]}"; do
    echo "$country 의 수도: ${capital[$country]}"
done

3. 배열 길이와 마지막 인덱스

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nums=(10 20 30 40)
echo "요소 개수: ${#nums[@]}"
echo "마지막 인덱스: $((${#nums[@]} - 1))"
echo "마지막 요소: ${nums[-1]}"

4. 배열 슬라이스와 요소 삭제

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letters=(a b c d e)
echo "${letters[@]:1:3}"   # b c d (인덱스 1부터 3개)
unset 'letters[2]'          # c 삭제 - 인덱스 2는 사라지고 배열은 sparse가 된다
echo "${letters[@]}"        # a b d e
echo "${!letters[@]}"       # 0 1 3 4 (2가 빠진 인덱스 목록)

5. “${arr[@]}“로 공백 포함 요소를 안전하게 명령 인자로 넘기기

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paths=("/tmp/log dir/a.log" "/tmp/log dir/b.log")
for p in "${paths[@]}"; do
    ls -l "$p" 2>/dev/null || echo "없음: $p"
done

"${paths[@]}"는 요소마다 공백이 있어도 각 요소를 정확히 하나의 단어로 유지한다. 따옴표 없이 ${paths[@]}로 썼다면 "/tmp/log dir/a.log"가 /tmp/log와 dir/a.log라는 별개의 두 단어로 쪼개져 버렸을 것이다.

6. 중괄호 확장으로 디렉터리 여러 개를 한 번에 생성

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mkdir -p project/{src,tests,docs}
mkdir -p logs/{2026-01..2026-03}    # 이렇게는 안 된다 - 날짜 문자열은 시퀀스로 확장되지 않는다
mkdir -p backup-{01..05}             # backup-01 backup-02 backup-03 backup-04 backup-05

두 번째 줄은 의도적인 오답 예시다 — {2026-01..2026-03}은 하이픈이 포함된 문자열이라 정수/알파벳 시퀀스 규칙에 맞지 않아 그대로 리터럴 텍스트로 남는다. 시퀀스 확장은 순수한 정수 범위({1..12}) 또는 알파벳 범위({a..z})에만 적용된다.

7. 중괄호 확장은 파일이 없어도 그대로 펼쳐진다

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cd /tmp && mkdir -p empty_dir && cd empty_dir
echo report-{2024,2025,2026}.txt   # report-2024.txt report-2025.txt report-2026.txt (파일이 하나도 없어도 텍스트로 출력된다)
echo *.txt                          # *.txt (매칭되는 파일이 없으면 리터럴 패턴 그대로 남는다, nullglob 미설정 기준)

같은 디렉터리에서 실행해도 두 줄의 결과가 근본적으로 다르다 — 이 차이는 “주의사항·함정"에서 원문과 함께 정리한다.

8. 배열 요소를 명령 인자로 한꺼번에 전달

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grep_targets=(access.log error.log debug.log)
grep -l "OutOfMemory" "${grep_targets[@]}" 2>/dev/null

9. C 스타일 for와 배열을 함께 써서 인덱스로 순회

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scores=(88 92 79 95)
for (( i = 0; i < ${#scores[@]}; i++ )); do
    echo "학생 $((i + 1)): ${scores[i]}점"
done

주의사항·함정

"${arr[@]}"(각 요소를 별도 단어로) vs "${arr[*]}"(하나의 문자열로 합침): 이 둘의 차이는 bash 배열에서 가장 헷갈리기 쉬운 지점이다. GNU Bash Reference Manual은 큰따옴표로 감쌌을 때의 동작을 정확히 이렇게 명시한다.

“If the word is double-quoted, ${name[*]} expands to a single word with the value of each array member separated by the first character of the IFS variable, and ${name[@]} expands each element of name to a separate word.” — GNU Bash Reference Manual, “Arrays”

즉 큰따옴표 안에서 "${arr[*]}"는 배열 요소 전체를 IFS의 첫 글자로 이어 붙인 문자열 하나가 되고, "${arr[@]}"는 요소 각각이 독립된 단어로 남는다. IFS를 바꾸지 않은 기본 상태에서는 첫 글자가 공백이라 두 결과가 눈으로는 똑같이 보이기 쉽지만, 명령에 인자로 넘겼을 때의 개수는 완전히 다르다.

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arr=("a b" "c d")
set -- "${arr[@]}"
echo "@ 방식 - 인자 개수: $#"        # 2 (요소 "a b"와 "c d" 각각 하나의 인자)

set -- "${arr[*]}"
echo "* 방식 - 인자 개수: $#"        # 1 (전체가 "a b c d"라는 문자열 하나로 합쳐짐)

IFS=,
set -- "${arr[*]}"
echo "* + IFS=, 방식: $1"           # a b,c d (IFS의 첫 글자인 쉼표로 연결됨)
unset IFS

큰따옴표 없이 ${arr[@]}와 ${arr[*]}를 그냥 쓰면 이 차이가 사라진다 — 둘 다 단어 분리 단계를 거쳐 공백 기준으로 쪼개진, 사실상 동일한 결과가 된다. 차이는 오직 큰따옴표로 감쌌을 때만 나타난다. 그래서 배열을 명령 인자로 안전하게 펼치려면 거의 항상 "${arr[@]}"를 쓴다 — 공백이나 특수문자가 포함된 요소도 인자 하나로 유지되기 때문이다.

bash 배열은 POSIX /bin/sh에 없는 bash 확장이다: 배열(name=(...), ${arr[@]}, declare -A)은 POSIX Shell Command Language 표준에 정의돼 있지 않은 bash 고유 기능이다. 스크립트 맨 위에 #!/bin/sh를 쓰거나 sh script.sh로 실행하면, /bin/sh가 dash 같은 최소 POSIX 셸로 연결된 시스템(대표적으로 Debian/Ubuntu)에서는 배열 문법이 문법 오류를 낸다. 배열을 쓰는 스크립트는 반드시 셔뱅을 #!/bin/bash로 명시하고, bash script.sh처럼 bash로 직접 실행해야 한다.

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#!/bin/sh
arr=(1 2 3)     # dash에서 실행하면: syntax error near unexpected token '('

중괄호 확장 {1..10}은 반복문이 아니라 텍스트 치환이다: {1..10}을 보면 반복문처럼 느껴지기 쉽지만, 실제로는 셸이 명령을 실행하기도 전에 그 텍스트를 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10이라는 10개의 단어로 미리 펼쳐 쓰는 것이다. GNU Bash Reference Manual이 명시하듯 “brace expansion is performed before any other expansions"이며 “strictly textual"하다 — 순수하게 텍스트를 다시 쓰는 단계일 뿐, 조건을 평가하며 반복을 도는 제어 구조가 아니다. 이 때문에 위 예시 7에서 확인했듯 report-{2024,2025,2026}.txt는 그런 이름의 파일이 하나도 없어도 세 단어로 그대로 펼쳐진다. 반면 파일명 확장(글로빙, *.txt)은 확장 순서상 중괄호 확장보다 훨씬 뒤에 일어나며 실제 파일 시스템과 대조해 매칭되는 파일이 있을 때만 그 파일명으로 치환된다 — 매칭되는 파일이 하나도 없으면 기본 설정에서는 패턴 문자열 자체가 그대로 남는다(shopt -s nullglob을 켜면 빈 문자열로 사라진다). 겉모습이 비슷해 보여도 “존재 여부와 무관하게 항상 펼쳐지는 텍스트 치환"과 “존재하는 것만 골라내는 검색"이라는 정반대의 동작 원리를 가진다.

흔한 오개념

“인덱스 배열의 인덱스는 항상 0부터 연속된 정수다”는 흔한 오해다. unset으로 중간 요소를 지우거나 arr[10]=x처럼 특정 인덱스에만 값을 대입하면 인덱스 사이에 구멍이 생기는 sparse 배열이 된다. 이때 ${#arr[@]}가 반환하는 값은 “요소 개수"이지 “가장 큰 인덱스+1"이 아니므로, 배열을 순회할 때는 for i in $(seq 0 N)처럼 인덱스를 직접 만들기보다 "${!arr[@]}"(실제 존재하는 인덱스 목록)나 "${arr[@]}"(값 자체)로 순회하는 편이 안전하다.

"{1..10}은 파일명 확장(글로빙)의 일종이라 실제 대상이 있어야 동작한다”도 자주 나오는 오해다. 위 “주의사항·함정"에서 확인했듯 중괄호 확장은 글로빙보다 먼저 일어나는 순수 텍스트 치환이라 대상의 존재 여부와 무관하게 항상 펼쳐진다. *.txt가 매칭되는 파일이 없을 때 다르게 동작하는 것과 비교하면 이 차이가 분명해진다.

다음 장에서는

32장: functions에서는 반복되는 코드 블록을 이름 붙여 재사용하는 함수를 다룬다. 이 장에서 배운 배열은 함수의 인자로 그대로 넘기거나("$@"와 함께), 함수 안에서 지역 변수로 선언(local -a/local -A)해 활용할 수 있다 — 다음 장은 그 조합을 실전 예제로 이어간다.

평가 기준

• 인덱스 배열과 연관 배열의 차이를 설명하고, declare -A 없이 연관 배열을 쓸 수 없는 이유를 말할 수 있다.
• compound assignment(name=(...))로 배열을 생성하고, ${arr[i]}·${#arr[@]}·${!arr[@]}로 요소·길이·인덱스를 조회할 수 있다.
• "${arr[@]}"와 "${arr[*]}"가 큰따옴표 안에서 어떻게 다르게 동작하는지(단어 개수, IFS 첫 글자의 역할) 원문 근거로 설명할 수 있다.
• 셸 확장의 순서(중괄호 확장 → 물결/변수/산술 확장·명령 치환 → 단어 분리 → 파일명 확장)를 나열할 수 있다.
• 중괄호 확장이 텍스트 치환이고 글로빙이 파일 시스템 검색이라는 근본적 차이를 설명하고, bash 배열이 POSIX /bin/sh에서 동작하지 않는 이유를 말할 수 있다.

참고

• Arrays — GNU Bash Reference Manual
• Shell Parameter Expansion — GNU Bash Reference Manual
• Brace Expansion — GNU Bash Reference Manual
• Shell Expansions — GNU Bash Reference Manual