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スクリプト設計/制御構文の教科書|安全運用とエラーハンドリング入門

こんにちは。このページの目的は、Bash を“書ける”から“設計できる”へ引き上げるための柱ページです。
単なる文法の暗記ではなく、壊れにくく読みやすいスクリプトをつくるための考え方と型をまとめ、現場の作業を安定させます。
本ページは、設計指針 → 具体例 → アンチパターン → テストという順で学べる導線を用意し、if/for/case/while、関数、配列・パラメータ展開などの制御構文を「道具」ではなく「設計要素」として扱い、安全運用に直結する要点も短く押さえます。
Bashの基本構文を網羅的にまとめているページとしてはこちらも参考にしてください。 → Bash
今日の小さなスクリプトが、明日も安心して動き続ける。そのための土台づくりを、ここから始めましょう。
スクリプト設計/制御構文の概要
Bash を“その場しのぎ”から“設計して書く”へ進めるための入口です。壊れにくく読みやすいスクリプトを作る考え方を短く共有し、必要なトピックにすぐ移動できる導線を用意します。
このページの目的
設計指針 → 具体例 → アンチパターン → テストの順で学べる共通フレームを示し、実務で壊れない構造をどう作るかに焦点を当てます。全トピックでこの型を使い回し、学び方と書き方の両方を安定させます。
クイックリンク
最初に何を見ればいいかわからない方には、以下の記事がオススメです。頻繁に必要になる情報をまとめています。
分岐・反復
- if | 判定の基本と分岐設計
- for | 反復処理の基本形と安全運用
- case/esac 完全ガイド | 複数条件分岐を安全に設計
- while/until ループ設計 | 終了条件とストリーム処理
- select メニュー入門 | 対話型選択と入力検証
- ループ制御の実践 | break/continue と終了コード
関数・モジュール化
- 関数の基本と設計 | return/local と責務分割
- 関数設計パターン集 | 引数/戻り値の流儀
- モジュール構成と読み込み | 共通ライブラリ化と source
- ヘルプと Usage 整備 | 自己説明する CLI
データとパラメータ展開
- 配列・連想配列の基礎 | 宣言・走査・安全展開
- パラメータ展開レシピ | 既定値・置換・長さ取得
- クォート戦略と文字列安全化 | ダブルクォート前提の指針
- パターン・正規表現の使い分け | [[ ]]/extglob/grep -E
運用と安全設計
- safe-mode 指針 | set -euo pipefail の効き方と回避
- trap とクリーンアップ | EXIT/ERR/INT の使い分け
- IFS と read -r の安全読込 | 空白・改行耐性
- 入出力とプロセス制御 | リダイレクト/パイプ/サブシェル
- 終了コード設計 | 失敗の定義と伝播
- ログ&トレース | PS4/set -x/syslog
- ロックと並列安全 | flock/PID/一時DIR
設計パターン&テンプレ
- eval の代替設計 | 間接参照・printf -v・nameref
- 間接展開と printf -v | 変数名を安全に参照
- サブシェルの落とし穴 | 変数消失の防止
- NUL 安全の処理系 | find -print0 | xargs -0
- ワンライナーの分解術 | 関数化・再利用
- CLI スケルトン | getopts/usage/log/trap
- 共通関数ライブラリ | die/log/require/retry/validate
- バッチ運用テンプレ | 日次ローテ/ロック/通知
- 並列実行パターン | xargs -P/BG+wait
テスト&品質
前提・記法ルール
例の再現性を高めるため、実行環境と表記の前提をそろえます。
対象環境・互換性
想定は bash 5 系、OS は Ubuntu 22.04 以降を基準にします。POSIX を意識しつつ、配列や連想配列など bash 拡張は必要に応じて使用します。他ディストリビューションではオプションやパスの差異を読み替えてください。
記法ルール
コマンドはコードブロックで示し、行頭の $ は省略します。変数・置換・グロブは原則として二重引用符で保護します。例は「最小で意図が伝わること」を重視し、不要な最適化や難解な短縮は避けます。外部コマンドは command -v などで存在確認する流儀を基本とします。
安全設定の前提
set -euo pipefail を既定とし、未定義変数・途中失敗・パイプライン失敗を見逃さない方針で説明します。入力処理は IFS=$'\n\t' とし、read -r でバックスラッシュ解釈を抑制します。必要に応じて前提を一時的に外す場合は理由と代替策を明記します。
最短ロードマップ
全体像を先に掴むと、細部に迷いません。次の三段で進めます。
- 設計の原則を知る
命名・責務・分割を最初に決めます。入力・処理・出力を混ぜず、副作用の範囲を狭め、外部への書き込みや削除は一箇所に集約します。 - 制御構文とパラメータ展開を道具箱にする
if と case で判定を整理し、for と while/until で反復を制御します。関数は小さく一責務にまとめ、配列・連想配列でデータを素直に扱います。既定値や置換などの展開で分岐や検証を簡潔にします。 - 失敗時のふるまいとテスト方法を決める
終了コード、trapによる後始末、ログの粒度と通知条件を先に決めます。入出力のサンプルと期待結果を比べるだけでも、バグの混入は大きく減ります。
各トピックへの記事一覧
この柱ページから、各トピックの深掘りへ滑らかにつなげます。
公開されている子ページをここに集約して案内します。分岐、反復、関数化、安全設計の順に広げ、探しやすさを保ちます。
データとパラメータ展開
配列・連想配列・既定値・置換など
- パターン・正規表現の使い分け|[[ ]] / extglob / grep -E
- クォート戦略と文字列安全化|ダブルクォート前提の指針
- パラメータ展開レシピ|既定値・置換・長さ取得
- 配列・連想配列の基礎|宣言・走査・安全展開
- Bashで安全にcpとrmを使用する方法:データを失わないためのベストプラクティス
- Bash配列の基礎から応用:効率的なスクリプト作成のための完全ガイド
- Bash連想配列を初めて使う人のための簡単ガイド:使い方と便利な例
- Bashでの文字列置換:初心者向け基礎から応用テクニックまで徹底解説
- Bashスクリプト初心者必見!文字列の切り出し方法を徹底解説
- Bash変数展開の基本から応用まで:シェルスクリプトを効率化する方法
- Bashでの環境変数エクスポート方法とその便利な活用法5選
- Bashのオプション -f:ファイルシステム操作を効率化する方法
テスト&品質
最小テスト、bats、静的解析/整形、規約
分岐・反復
判定と繰り返しの設計を集約
- select メニュー入門|対話型選択と入力検証
- case/esac徹底解説|ifとの使い分け・パターン設計・落とし穴回避
- Bashのfor文は3種類|最適な書き方と安全テンプレ14選
- Bashスクリプトで「if」文に「or」を用いる方法と具体例の解説
- Bashでの文字列比較方法:条件分岐で使える便利なテクニック12選
- 初心者向け:Bashスクリプトでのファイル分割方法と活用法
- ループ制御の実践|break・continue と終了コードの正しい設計(Bash)
- 初心者向け:Bashスクリプトでの文字列連結を簡単に学ぶ方法
- Bash if文・シェルスクリプト条件分岐の基本|else・elif・文字列比較まとめ
- bashの文字列比較の基本|if文での安全な書き方と注意点
- Bashのif else文の基礎と実用例:スクリプト初心者向けガイド
- Bashのelseif: 条件分岐を活用した効率的なスクリプト作成ガイド
- while / until / for:Bashループの入門からwhile readでの実務活用
- 初心者向け!Bashのループをマスターするための基本的な使い方と応用例
- Bashでのループの使い方:効率的にタスクを自動化する方法
- Bashスクリプトで「if」と「and」を活用した条件分岐の実践ガイド
- Bashでのif -eq構文ガイド: 条件分岐で数値を比較する方法
- Bashスクリプト初心者必見!if -fを使ったファイル存在チェックの方法
- Bashスクリプトで-fオプションを使ったファイル存在確認の方法と実例解説
設計パターン&テンプレ
定石/アンチパターン+雛形・共通関数
- Bashにおけるコールバック設計パターンと安全な実装テンプレート
- 並列実行パターン|xargs -P / BG+wait
- バッチ運用テンプレ|日次ローテ / ロック / 通知
- 共通関数ライブラリ|die / log / require / retry / validate
- CLI スケルトン|getopts / usage / log / trap
- ワンライナーの分解術|関数化・再利用
- NUL 安全の処理系|find -print0 | xargs -0
- サブシェルの落とし穴|変数消失の防止
- 間接展開と printf -v|変数名を安全に参照
- Bashスクリプトの高速化術!処理速度をアップするベストプラクティス集
- シェルスクリプトを効率化する8つのコツ:無駄なコードを削減しパフォーマンスを向上
- bash eval コマンドの使い方|シェルスクリプトでの活用例と注意点
運用と安全設計
set -euo pipefail, trap, 退出コード, ログ/IO安全
- bashワイルドカード虎の巻:落とし穴とベストプラクティス11選
- ロックと並列安全|flock / PID / 一時DIR
- ログ&トレース|PS4 / set -x / syslog
- 終了コード設計|失敗の定義と伝播
- 入出力とプロセス制御|リダイレクト/パイプ/サブシェル
- IFS と read -r の安全読込|空白・改行耐性
- 知っておくべき!bashのset -eオプションの動作と他オプションとの違い
- Bashでのtrapコマンドの使い方:エラーハンドリングと安全なスクリプト終了法
- 並列処理でスクリプトを加速するためのxargsとGNU parallel活用ガイド
- 初心者向けBashデバッグ入門:set -xとtrapコマンドの使い方と活用法
- Bashオプション -p の使い方と効果的な活用法を徹底解説!
- bash オプション -u を活用して未設定変数のトラブルを未然に防ぐ方法
- 詳細解説!Bashスクリプトでの「set -x」の使い方とデバッグ活用法
- 理解しておきたいbashスクリプトのオプション-euの効果と活用方法
- Bashのsetコマンドを使いこなす方法とオプション一覧 | set -euo pipefail の効き方
関連ハブ
学びを横断させることで理解を早く深く定着させます。
コマンドリファレンス索引
制御構文の設計と各コマンドの正確な使い方は車の両輪です。迷ったら索引から挙動を確認し、設計と実装の齟齬をなくします。
学習ハブ
学習プランと連動させ、必要なときに必要なだけ掘り下げます。基礎の復習、応用の練習、振り返りの導線をここから接続します。
