結論

Bash に空の配列は無い。空の配列を値に持つと変数は unset される。unset された変数を空の配列として扱いたいなら set -u をしないか、set -u するなら "${array[@]+"${array[@]}"}" という表現を使う。

（この記事で使っている Bash は 4.3.48 である。Ubuntu 16.04 で実行。）

空の配列

Bash には配列が用意されていて、以下のように使う。

words=(foo bar baz)
for w in "${words[@]}"; do
    echo "( $w )"
done

これを実行すると以下のようになる。

( foo )
( bar )
( baz )

これは当然、配列が空の場合も動作すると期待するだろうし、実際動作しているように見える。

words=()
for w in "${words[@]}"; do
    echo "( $w )"
done

↓

しかしシェルスクリプトを書くときに常用する set -u (代入していない変数を使うとエラーで停止）を使うと...

set -u
words=()
for w in "${words[@]}"; do
    echo "( $w )"
done

↓

bash: line 3: words[@]: unbound variable

declare を使って明示的に配列と宣言しても駄目。

set -u
declare -a words=()
for w in "${words[@]}"; do
    echo "( $w )"
done

↓

bash: line 3: words[@]: unbound variable

そこで、man bash (1) をチェックしてみよう。空の配列のはっきりした説明は出てこないが、以下のような記述がある。

An array variable is considered set if a subscript has been assigned a value. The null string is a valid value.

要素を持たない配列変数は unset のようだ（はっきりと書いているわけではないが）。

実際、明示的に要素を削除して空配列にすると unset になるのが観測できる。

set -u
words=(foo)
unset words[0]
echo $words

↓

bash: line 4: words: unbound variable

配列が空のとき ${words[@]} という表現が、words が unset なのでエラーになる。よって set のときのみ ${words[@]} が評価されるようにすればいい。こういうとき Bash では ${var+var} という表現を使う。

set -u
words=()
for w in "${words[@]+"${words[@]}"}"; do
    echo "( $w )"
done

↓

配列の要素数を数える表現はそのまま使える。

set -u
words=()
echo ${#words[@]}

↓

この記事によると Bash 4.4 では ${words[@]} が unset のときにエラーにならずに空配列として扱えるようだ。ただし man の記述はそのままらしいので、Bash のバグか man のバグかは不明の由。