[原创] 批处理技术内幕：ECHO命令

Demon

标题: 批处理技术内幕：ECHO命令
作者: Demon
链接: http://demon.tw/reverse/cmd-internal-echo.html
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echo是批处理中最简单的命令，但是你真的掌握了吗？你知道echo输出空行的十种方法吗？你知道用echo怎么输出on或者off或者/?吗？你知道echo, echo+ echo.哪个效率更高吗？

众所周知，如果echo后面跟一个环境变量，但是该变量却为空时，相当于不加任何参数的echo，即输出当前echo是on还是off。很多文章或者教程给出的解决方案都是在echo后面加一个点号echo.，这样就会输出空行。

    @echo off
    echo %demon.tw%
    :: ECHO is off.
    echo.%demon.tw%
    pause

据我所知，用echo输出空行至少有十种方法：

    @echo off

    echo=
    echo,
    echo;

    echo+
    echo/
    echo[
    echo]

    echo:
    echo.
    echo\

    pause

这十种方法可以分为三组，每组的效率依次递减。可悲的是，那些被奉为经典的教程给出的却是效率最低那组中的echo.

echo.不仅效率低下，而且还容易引发错误：

    @echo off
    cd .>echo
    echo.
    pause

我知道你很难接受，但事实的确如此。

第一组中echo后面的=,;都是批处理中的分隔符，所以CMD可以正确地解析出echo命令，并把=,;作为echo命令的参数。是的，你没有看错，分隔符并不是用来分隔命令与参数，它们通常是参数的一部分。既然是参数，那么为什么不会被输出？那是因为echo命令直接跳过了参数的第一个字符，从第二个字符开始输出，而第二个字符是NUL，所以输出了空行。

你可能又要问，那为什么用空格做分隔符却不能输出空行呢？那是因为在输出之前，CMD要检查echo命令的参数是不是on或者off，或者参数为空：首先跳过所有空白字符，如果跳过之后字符串就结束了，那么就认为没有加参数，输出echo是on还是off；如果字符串没有结束，就调用wcsnicmp函数来判断剩下的字符串是否为on或者off，进而修改echo的状态。

因此加上很多空格也是一样的效果：

    @echo         off
    echo            
    echo           on
    echo            
    pause

而对于第二和第三组，事情就没那么简单了，由于echo后面跟的并不是分隔符，所以解析之后会被当成一个整体，而echo+ echo/等等显然又不是内部命令，CMD会把它们当做外部命令进行搜索。嗯，你知道，搜索是很花时间的，这就是为什么它们的效率低于第一组。

可惜的是，CMD花了很大力气搜索，却仍然找不到这样的外部命令，这时候它会尝试着修复（Fix）命令，看看命令中是否有某些字符（如图）：

FindAndFix

可以看到，CMD对:.\的处理跟+[]/不太一样，如果是+[]/，CMD会直接把它们从命令中删除并且添加到原有参数的前面；而如果是:.\并且CMD拓展是开启的话，那么会多调用一次GetFileAttributes函数获取文件属性，多调用一次函数自然会多花一些时间，所以第三组的效率又稍稍比第二组的低些。

GetFileAttributes

再来解释一下为什么echo.有时候会引起错误。文件名中是不能出现:.\的，理论上GetFileAttributes函数都应该返回-1（INVALID_FILE_ATTRIBUTES），然而事实却不是如此，我也不知道这算不算GetFileAttributes函数的BUG：

    #include <stdio.h>
    #include <windows.h>

    int main()
    {
        FILE *fp = fopen("echo", "wb");
        fclose(fp);
        printf("0x%x\n", GetFileAttributes("echo:"));
        printf("0x%x\n", GetFileAttributes("echo."));
        printf("0x%x\n", GetFileAttributes("echo/"));
        return 0;
    }

如果你测试一下上面的C程序，就会发现echo.那行返回的不是-1。

如果GetFileAttributes函数返回的不是-1（一般表示文件不存在），也不是0×10（表示文件是文件夹），那么命令还是会保持原来的样子，当成外部命令运行。

    @echo off
    cd .>echo
    echo.
    pause

‘echo.’ is not recognized as an internal or external command, operable program or batch file.

    @echo off
    cd .>echo
    setlocal disableextensions
    echo.
    pause

关闭了CMD拓展，没有问题。

    @echo off
    md echo
    echo.
    pause

echo是文件夹而不是文件，没有问题。

最后总结一下吧，在大部分情况下，你都应该使用第一组的echo, echo; echo=来进行输出，它们的效率跟echo (空格)是一样的，并且可以用来输出on或者off，在变量为空时还能输出空行。

但是echo, echo; echo=却不能输出以/?开头的行，如果你需要，可以使用第二组的echo+ echo/ echo[ echo]，它们的效率低一些，但能保证原样输出。

我不建议你使用第三组的echo: echo. echo\，如果你仍然要像垃圾教程里面那样用，我也没有办法。

由于当时没有分析文件搜索的CALL（太复杂懒得跟踪），错误的认为它们的搜索过程都是一样的，在简单分析了一下分析文件搜索的过程之后，发现有一些观点是错误的，现予以纠正。

CMD在进行外部命令搜索时，如果命令中存在冒号:或者反斜杆\，处理的方法与不存在时是不一样的。另外，在搜索开始之前斜杆/（即Unix路径分隔符）会被替换成反斜杠\，故斜杆和反斜杆效果是一样的。

具体的处理过程比较复杂，就不展开了，具体到echo而言，echo/ echo: echo\都不会进行实际的文件搜索，只是会调用一些无关痛痒的函数，对效率的影响基本是可以忽略的。

而echo+ echo[ echo] echo.会对工作目录与%PATH%中的目录进行搜索，速度自然会比较慢。

所以按照效率高低排列的话，正确的分组应该是：

    @echo off

    echo=
    echo,
    echo;

    echo/
    echo:
    echo\

    echo+
    echo[
    echo]
    echo.

    pause

当然，组员之间可能还有细微的差别。比如拓展开启的话，第二组echo\会比echo/多调用一次GetFileAttributes（上面有谈到）；第三组的echo.也许还会比其他组员更慢一点（没有验证，实在懒得分析了），这些几乎是可以忽略不计的。

最后，输出空行其实还有第十一种方法，这似乎的确是通用性最强而且效率也很高的方法。

    setlocal enabledelayedexpansion
    echo(
    echo(/?
    echo(on
    echo(off
    echo(!tmp:\=!

可以用下面的VBS测试效率：

    'Author: Demon
    'Website: http://demon.tw

    Set fso = CreateObject("scripting.filesystemobject")
    set WshShell = CreateObject("wscript.Shell")

    s = "(=,;/\:+[]."

    For i = 1 To Len(s)
        c = Mid(s, i, 1)
        h = Hex(Asc(c))
        
        With fso.OpenTextFile(h & ".bat", 2, True)
            .WriteLine "@echo off"
            .WriteLine "set s=%time%"
            For j = 1 To 100
                .WriteLine "echo" & c '& ">nul"
            Next
            .WriteLine "set e=%time%"
            .Write "echo echo" & c & " %s% %e%>" & h & ".txt"
        End With
        
        WshShell.Run h & ".bat", 0, True
        
        With fso.OpenTextFile(h & ".txt")
            a = Split(.ReadLine, " ")
        End With
        
        WScript.Echo a(0), TimeDiff(a(1), a(2))
        
        fso.DeleteFile h & ".bat"
        fso.DeleteFile h & ".txt"
    Next

    Function TimeDiff(s, e)
        t = DateDiff("s", CDate(Left(s, 8)), CDate(Left(e, 8)))
        t = t * 1000 + (Right(e, 2) - Right(s, 2)) * 10
        TimeDiff = t
    End Function

guanger

有点深，我得慢慢学。。。

CrLf

回复 10# Demon


原来还有这回事，学习了
测试后发现只要是复合语句，哪怕只是写成 (echo[)，都不会触发文件搜索，整体屏蔽输出后，排除IO干扰所得结果不变

Demon

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    确实， 如果不是for 中， [] 是慢于,;= 这大概和某些匹配有关， 不过有一点不解,  如 ...
plp626 发表于 2012-8-5 23:30

命令行模式与批处理脚本的解析过程不尽相同，命令行中的echo[也不会进行文件搜索。

@echo off
echo,echo hello world^&pause>echo[.bat
echo[
复制代码

plp626

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    确实， 如果不是for 中， [] 是慢于,;= 这大概和某些匹配有关， 不过有一点不解,  如果echo[会引发外表命令匹配，为什么找到了却不去执行？

d:\Documents_and_Settings\plp2\desktop\aaa>dir/b
echo[.bat

d:\Documents_and_Settings\plp2\desktop\aaa>type echo[.bat
echo --------
d:\Documents_and_Settings\plp2\desktop\aaa>echo[


d:\Documents_and_Settings\plp2\desktop\aaa>
复制代码

Demon

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    cho. 我这里测试也是最耗时的，
但某些结论 我的xp测试结果和楼主的有出入， 也许楼 ...
plp626 发表于 2012-8-5 21:12

原文的确有些错误，我在博客更正了，但是没有及时更新帖子，现在更新一下。

但即使更正了错误，[]/也不会比,=;还快，用for测试出来的结果是不正确的，因为在for中的echo不会触发文件搜索。

我使用的测试代码为：

Set fso = CreateObject("scripting.filesystemobject")
set WshShell = CreateObject("wscript.Shell")

s = "(=,;/\:+[]."

For i = 1 To Len(s)
    c = Mid(s, i, 1)
    h = Hex(Asc(c))
    
    With fso.OpenTextFile(h & ".bat", 2, True)
        .WriteLine "@echo off"
        .WriteLine "set s=%time%"
        For j = 1 To 100
            .WriteLine "echo" & c '& ">nul"
        Next
        .WriteLine "set e=%time%"
        .Write "echo echo" & c & " %s% %e%>" & h & ".txt"
    End With
    
    WshShell.Run h & ".bat", 0, True
    
    With fso.OpenTextFile(h & ".txt")
        a = Split(.ReadLine, " ")
    End With
    
    WScript.Echo a(0), TimeDiff(a(1), a(2))
    
    fso.DeleteFile h & ".bat"
    fso.DeleteFile h & ".txt"
Next

Function TimeDiff(s, e)
    t = DateDiff("s", CDate(Left(s, 8)), CDate(Left(e, 8)))
    t = t * 1000 + (Right(e, 2) - Right(s, 2)) * 10
    TimeDiff = t
End Function
复制代码

plp626

回复 1# Demon


    cho. 我这里测试也是最耗时的，
但某些结论 我的xp测试结果和楼主的有出入， 也许楼主还有些因素未考虑进去

测试结果：

D:\Documents_and_Settings\plp2\desktop
->(cff "echo,", "echo;", "echo=", "echo:", "echo/", "echo\", "echo.", "echo+","e
cho[", "echo]", "echo(")|findstr .
Microsoft Windows XP [版本 5.1.2600]
Genuine Intel(R) CPU           T1600  @ 1.66GHz
NUMBER_OF_PROCESSORS=2
------------ CMD指令测试 -------------
"echo,"                               @  72267.6 Hz
"echo;"                               @  68252.7 Hz
"echo="                               @  68252.7 Hz
"echo:"                               @  37221.2 Hz
"echo/"                               @  76784.3 Hz
"echo\"                               @  29233.3 Hz
"echo."                               @  29245.2 Hz
"echo+"                               @  74457.5 Hz
"echo["                               @  79261.2 Hz
"echo]"                               @  76784.3 Hz
"echo("                               @  66408.1 Hz
复制代码

cff.cmd: http://www.bathome.net/thread-12857-1-1.html
[]/ 貌似比,=; 还快，

xyqylong

分析的很好，lz花了不少力气吧，不过也希望lz对无偿写出一篇篇bat教程的前辈抱有足够的尊重

qzwqzw

很有见解的分析

顶楼提到的
"再来解释一下为什么echo.有时候会引起错误。文件名中是不能出现:.\的，理论上GetFileAttributes函数都应该返回-1（INVALID_FILE_ATTRIBUTES），然而事实却不是如此，我也不知道这算不算GetFileAttributes函数的BUG："

首先说明
文件名不能出现:和\ 的
因为这是文件路径中的分隔符
但是句点可以出现的
这个你随便改一个文件名带.就知道了

因为句点原本用作主名和扩展名的分隔符
后来在长文件名LFN设计之时
鉴于句点在文件名中的需求十分迫切
所以微软也做了某种程度的妥协
允许句点出现在文件名之中
但是最后一个句点仍然作为主名和扩展名的分隔符之用

在顶楼的例子中
echo.
实际上就是主名为echo，扩展名为空的文件名的标准写法
所以GetFileAttributes("echo.")的返回值就毫不奇怪了

至于最后提到的“垃圾教程”的问题
我多说几句

楼主站在现在的时空看待这个问题无可厚非
毕竟分析cmd的工作是件挺难熬的事情
能够坚持做下来就已经说明楼主对cmd的热情
顺便对误人子弟的言论发发感慨是很自然的

当然不免有些人躺着也中枪这也是无法避免的
这里仅替这部分前辈做一些解释
我看到的echo.的最早用法来源于NewsGroup的一个讨论组
那是个主要讨论MSDOS和其下的batch的新闻组
伴随着也有一些echo+ echo/ 的用法
但是经过漫长时间的演变
echo.的用法最终成为主流

经过实验证实
MSDOS下echo.确实不会触发文件的匹配搜索
所以至少对于在发现或者发明这个用法前辈来说
在他所处那个的时空和环境中
这个用法是没有任何问题的
至于后来的新人比如我辈不加思索
直接生搬前人可能已经不合时宜的用法
那只能是我辈学习不求甚解的一种表现
而对于那些无责任转发已经失去时效性的教程的传播者而言
也只能感慨人云亦云的惯性真的是太大了

而至于echo.党我也是其中的一员
估计以后还会继续保持下去了
原因无它
相对于它的问题和毛病来说
我的喜好和习惯仍占有绝大的优势

forfiles

学习了，原来偶就是一直用echo,的人了。

冷玉公子

学习了，原来偶就是一直用echo.的人了。

cjiabing

回复 3# CrLf


    我也从楼主手中获得了许多有用的东西，特别是VBS的！~

CrLf

这样的分析有深度，看着受益匪浅，但是看到“垃圾教程”之类的词语，我还是想建议下老兄是否应该斟酌下用词。
那都是N年前的玩意了，其时还在用 dos 系统，set 还没有 /a，for 还没有 /f，小霸王还在流行，我们怎么知道当时的 command.com 和 cmd.exe 是否以同样的方式来解读用户输入呢？
一直很佩服楼主的博学与深入，从博客学了不少 vbs 的知识，也许你这么聪明的人想想就能想到，但是没去想永远也想不到，对吧？我们客观地看问题就好了，不需要以这么尖锐和片面的言辞去数落那些付出过努力的前辈，术业有专攻，也许在造诣更深的人眼里我们的言论也都是垃圾，他们要是直言不讳又会如何呢？
很喜欢这种与人讨论的环境，让我想起了以前 plp 与 qzw 不时出没的岁月，不在乎对错，只是个大家共同参与的游戏，但是说真的，冷嘲热讽并无助于交流，希望这个环境能友好一点，握手。

asnahu

常常使用

echo=
复制代码

因在开启变量延迟输出诸如

!var!
复制代码

等变量时，不容易出现错误。