【Bash】シェルスクリプトでの配列の使い方まとめ｜宣言・追加・ループ処理・要素数を徹底解説

5. 【比較】「"${arr[@]}"」と「"${arr[*]}"」の違い

配列の全要素を展開する際、@ と * の違いを正しく理解することはシェルスクリプトのバグを防ぐ上で極めて重要です。

実証：スペース入り要素でのループ挙動の違い

#!/usr/bin/env bash

list=("Tokyo Station" "Shinjuku Station" "Shibuya Station")

echo "=== 【推奨】 \"\${list[@]}\" の場合 ==="
for item in "${list[@]}"; do
    echo "要素: [${item}]"
done

echo ""
echo "=== \"\${list[*]}\" の場合 ==="
for item in "${list[*]}"; do
    echo "要素: [${item}]"
done

実行結果：

=== 【推奨】 "${list[@]}" の場合 ===
要素: [Tokyo Station]
要素: [Shinjuku Station]
要素: [Shibuya Station]

=== "${list[*]}" の場合 ===
要素: [Tokyo Station Shinjuku Station Shibuya Station]

このように、"${list[@]}" は3回正しくループしますが、"${list[*]}" は1つの文字列として連結されるため1回しかループしません。

応用：配列の要素をカンマ区切りで結合する（IFS活用）

"${arr[*]}" の特性を利用し、特殊変数 IFS（内部フィールド区切り文字）を一時的に変更することで、配列要素をカンマやハイフン区切りで簡単に結合できます。

members=("Alice" "Bob" "Charlie")

# サブシェル内でIFSをカンマに変更して連結
joined=$(IFS=, ; echo "${members[*]}")
echo "CSV形式: ${joined}"  # Alice,Bob,Charlie

6. 配列のスライス（部分切り出し）と検索・置換

Bashの配列では、部分的な要素の切り出しや文字列置換を簡単に行うことができます。

スライス（部分切り出し）構文

構文: "${配列名[@]:開始インデックス:要素数}"

letters=("A" "B" "C" "D" "E" "F")

# インデックス1から3個の要素を取り出す
echo "${letters[@]:1:3}"   # B C D

# インデックス3から末尾まですべて取り出す（要素数を省略）
echo "${letters[@]:3}"     # D E F

配列内の一括文字列置換

構文: "${配列名[@]/置換前パターン/置換後文字列}"

files=("image1.png" "image2.png" "photo.jpg")

# 全要素の .png を .webp に置換して展開
new_files=("${files[@]/.png/.webp}")

echo "${new_files[@]}"  # image1.webp image2.webp photo.jpg

7. コマンド出力やファイルを配列に読み込む（mapfile / readarray）

実務で非常によくあるのが、「find や ls、テキストファイルの行一覧を配列に読み込みたい」というケースです。

【推奨】mapfile（readarray）を使った安全な読み込み

Bash組み込みの mapfile（別名 readarray）を使うと、改行区切りの入力を1行＝1要素として安全かつ高速に配列へ読み込めます。末尾の改行コードを取り除くため、必ず -t オプションを付けます。

#!/usr/bin/env bash
set -euo pipefail

# コマンドの出力を配列に格納（プロセス置換を使用）
mapfile -t conf_files < <(find /etc -maxdepth 1 -name "*.conf")

echo "見つかった設定ファイル数: ${#conf_files[@]}"
for f in "${conf_files[@]}"; do
    echo "File: $f"
done

テキストファイルを読み込む場合もリダイレクトで簡単に書けます：

# ファイルから1行ずつ配列に読み込む
mapfile -t targets < /path/to/servers.txt

注意：array=($(command)) はなぜ非推奨なのか？

古いスクリプトでよく見かける files=($(ls *.txt)) のような書き方は重大な危険を孕んでいます。

• ファイル名にスペースが含まれている場合、そこで意図せず分割されて配列の要素が壊れる
• ファイル名にワイルドカード文字（* や ?）が含まれる場合、パス名展開（Globbing）が暴発する

コマンド出力を配列に取り込む際は、常に mapfile -t または while IFS= read -r line; do array+=("$line"); done を使用してください。

8. 連想配列（Key-Valueマップ）の使い方

Bash 4.0以降では、文字列をキーにして値を保持できる連想配列（Associative Array）がサポートされています。

連想配列の宣言と初期化（declare -A 必須）

連想配列を使うには、事前に declare -A での明示的な宣言が必須です。

#!/usr/bin/env bash
set -euo pipefail

# 連想配列の宣言と初期化
declare -A user_roles=(
    ["alice"]="admin"
    ["bob"]="editor"
    ["charlie"]="viewer"
)

# 要素の参照
echo "Alice's role: ${user_roles["alice"]}"  # admin

# 新しいキーと値の追加・更新
user_roles["dave"]="guest"

# キーの存在確認（Bash 4.2+ の [[ -v ]]）
if [[ -v user_roles["alice"] ]]; then
    echo "Alice exists in user_roles"
fi

連想配列のキーと値をループ処理する

キー一覧を取得する "${!user_roles[@]}" をループで回し、そのキーを使って値を取り出します。

for user in "${!user_roles[@]}"; do
    role="${user_roles[$user]}"
    echo "User: ${user} -> Role: ${role}"
done

9. 実務でよくある落とし穴とアンチパターン

Bash配列を扱う際に引っかかりやすい代表的な落とし穴と、その回避策をまとめました。

落とし穴1: set -u 有効時に空配列を展開するとエラーになる

Bashスクリプトで安全のために set -u（未定義変数の参照でエラー終了）を設定している場合、空の配列に対して "${empty_arr[@]}" を展開すると、古いBashバージョン（Bash 4.3以前）では「unbound variable」エラーが発生します。

対策：
Bash 4.4以降では解消されていますが、下位互換性を保つ必要がある場合は以下のようなデフォルト値構文を用います。

# 空配列でも set -u で安全に展開するイディオム
for item in ${empty_arr[@]+"${empty_arr[@]}"}; do
    echo "$item"
done

落とし穴2: 関数へ配列を渡す・戻す際の注意

Bashの関数には、配列をそのまま値として渡すことができません（渡すと全要素がフラットな引数 $1, $2... に分解されます）。

対策（Bash 4.3以降の「参照渡し」 local -n）：

#!/usr/bin/env bash
set -euo pipefail

# 名前参照（nameref）を使って配列を受け取る関数
print_elements() {
    local -n arr_ref="$1"  # 第1引数に渡された変数名を参照
    for item in "${arr_ref[@]}"; do
        echo "Item: $item"
    done
}

my_data=("alpha" "beta" "gamma")
print_elements my_data

10. 実務で即コピペできる実践スクリプト例

現場でそのまま使える実用的なスクリプトテンプレートを紹介します。

実践例1: 複数ホストへの一括死活監視・ヘルスチェック

#!/usr/bin/env bash
set -euo pipefail

# 監視対象サーバーの配列
TARGET_HOSTS=(
    "192.168.1.10"
    "192.168.1.11"
    "192.168.1.20"
    "gateway.local"
)

SUCCESS_COUNT=0
FAILED_HOSTS=()

echo "=== サーバー死活監視開始 ==="

for host in "${TARGET_HOSTS[@]}"; do
    if ping -c 1 -W 2 "$host" > /dev/null 2>&1; then
        echo "[OK] $host は正常に応答しています"
        ((SUCCESS_COUNT++))
    else
        echo "[NG] $host への疎通に失敗しました" >&2
        FAILED_HOSTS+=("$host")
    fi
done

echo "-----------------------------------"
echo "結果: ${SUCCESS_COUNT}/${#TARGET_HOSTS[@]} 成功"

if [ "${#FAILED_HOSTS[@]}" -gt 0 ]; then
    echo "エラー発生ホスト一覧: ${FAILED_HOSTS[*]}" >&2
    exit 1
fi

echo "すべてのホストが正常です。"

実践例2: 対象ファイルの一括バックアップとリネーム

#!/usr/bin/env bash
set -euo pipefail

BACKUP_DIR="./backups_$(date +%Y%m%d)"
mkdir -p "$BACKUP_DIR"

# ログファイル一覧を安全に配列へ取得
mapfile -t LOG_FILES < <(find . -maxdepth 1 -name "*.log" -type f)

if [ "${#LOG_FILES[@]}" -eq 0 ]; then
    echo "対象の .log ファイルが存在しません。"
    exit 0
fi

echo "バックアップ対象ファイル数: ${#LOG_FILES[@]}"

for file in "${LOG_FILES[@]}"; do
    base_name=$(basename "$file")
    dest="${BACKUP_DIR}/${base_name}.bak"
    cp -p "$file" "$dest"
    echo "Backed up: $file -> $dest"
done

echo "バックアップ完了: $BACKUP_DIR"

まとめ

Bash/シェルスクリプトにおける配列操作の重要ポイントをまとめます。

• 宣言・追加: arr=("a" "b") で初期化し、arr+=("c") で末尾追加する
• 要素数の取得: ${#arr[@]} で配列の長さ、${#arr[0]} で要素の文字数を取得する
• ループ展開: 空白を含む要素の破壊を防ぐため、常に "${arr[@]}"（ダブルクォート付き） を使用する
• コマンド出力の格納: mapfile -t arr < <(command) を使って安全かつ高速に行を配列化する
• インデックス走査: 要素削除（unset）後の歯抜けにも対応できる for i in "${!arr[@]}" が安全
• 連想配列: declare -A で明示宣言し、Key-Valueのマップ構造を活用する

配列を使いこなせるようになると、シェルスクリプトで扱えるデータの幅が広がり、複雑なバッチ処理や自動化タスクも安全かつ簡潔に記述できるようになります。本記事のチートシートとテンプレートをぜひ日々のスクリプト作成に役立ててください。

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