是否可以用 POSIX sh(1) 复制 cat(1)？

Question

http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/utilities/sh.html

POSIX sh(1) 能够进行各种文件描述符操作（相当于 open(2)、close(2) 和 dup(2)、等。 ) 以及 read-ing 来自 STDIN 的单行。

所以我的印象是我们可以用 POSIX 兼容的 shell 脚本替换 cat(1)，但我还没有想出一个实际的实现。真的有可能吗，或者，sh(1) 可能缺少 cat(1) 的什么功能？（暂时忘记 GNU 扩展）

不要问我为什么要那样做。作为智力测验，也许？

Answer 1

cat可以复制任意文件到stdout；该文件不需要是文本文件。例如，它可能包含 NUL，而 NUL 不能用 sh 字符串表示。因此，这肯定是 cat 的一项功能，即使不是不可能，也很难实施。 [注1]

除此之外，您应该能够将 read 和 echo 包装在 while 循环中，尽管存在一些棘手的问题。（例如，准确再现不以换行符结尾的非空文件。）

但是，从技术上讲，echo 与 cat 一样不属于 sh；就像 cat 一样，它是一个可能不存在的实用程序（在非 Posix 系统上）。实际上，没有 echo 的环境与没有 cat 的环境的可能性差不多；如果你有 sh，你就有合理的期望找到标准的命令行实用程序。

备注

最小的 Posix 兼容 read 接受的唯一选项是 -r。但是，如果我们有 read 的 bash 实现，我们可以逐个字符地复制文件，即使 NUL 字符实际上永远不会出现在 shell 变量中：
```
while IFS= read -d '' -rn1 char; do
  if [ -z "$char" ]; then printf '[=10=]'; else printf '%s' "$char"; fi
done < "" > ""
```
示例：
```
$ printf 'foo[=11=]bar\n\nbye' |
> while IFS= read -d '' -rn1 char; do
>   if [ -z "$char" ]; then printf '[=11=]'; else printf '%s' "$char"; fi
> done |
> hd
00000000  66 6f 6f 00 62 61 72 0a  0a 62 79 65              |foo.bar..bye|
0000000c
```
该调用中 read 的完整选项集经过精心设计，以解决 bash 实现中的各种特性：
- IFS= 避免从结果中删除尾随空白字符。
- -n1 导致读取一个字符，直到分隔符。直觉上，-N1 会更自然，因为 -N1 会忽略分隔符。但是，read 还会从输入中删除 NUL 个字符。如果下一个字符是 NUL，目的是在 $char 中存储零个字符，我们可以通过使用 -n1 并将定界符设置为 NUL 来避免这个问题，这之所以有效，是因为分隔符检查是在 NUL 被剥离之前完成的。
- -d '' 将行分隔符设置为 NUL。见上文。
- -r 避免在输入流中解释 \；这是集合中唯一 Posix 兼容的选项。
不言而喻，以上只是理论上的兴趣，或者作为 OP 的智力测验。实际上，shell 脚本应该只做协调外部实用程序的工作，以及 Posix 兼容实用程序的存在，例如 cat、dd、head 和 tail 应该足以满足任何文件复制需求。

Answer 2

（这与@rici 的回答基本相同，但有一个无法单独显示 sh 的文件的具体示例。）

cat 无法单独使用 sh 复制。这是因为 sh 没有提供任何不涉及 shell 参数的将字节从一个文件移动到另一个文件的方法，并且 shell 参数不能包含 NULL 字节。

这是一个简单的例子：

printf 'foo[=10=]bar\n' > tmp.txt  # Create a file containing a null byte
IFS= read -r line < tmp.txt    # Real that line into a variable.
echo "$line"                   # Only outputs "foo"

是否可以用 POSIX sh(1) 复制 cat(1)？

Is it possible to replicate cat(1) with POSIX sh(1)?

linux

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备注