Linux 命令行与 shell 脚本编程大全 13 更多的结构化命令

介绍能够控制 shell 脚本流程的结构化命令

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导览

1. 和 Java 、JS 一样，在 shell 脚本中也可以使用 for 、 while 循环
2. until 循环则是和 while 循环在条件判断规则上完全相反的的一种循环操作
3. break 命令支持直接终止循环，同时还可以通过 break n 指定要终止的循环层级
4. contiune 命令支持直接中止当前循环，直接进入下次循环，同时还可以通过 continue n 指定要中止的循环层级
5. 在循环结束后可以再最后使用管道干预脚本的输出结果，可以使用重定向将脚本的输出导入文件

13.1 for 命令

1. 在 shell 中可以使用 for 命令来循环遍历一系列值，基本语法如下：
   • 使用效果和其他语法的 for 循环基本一致

for var in list
do
  commands
done

13.1.1 读取列表的值

1. for 循环最基本的用法就是读取列表的值，如下图
   • name 是在 for 循环中声明的局部变量，但是在循环结束后，该变量依旧可以正常被访问，或者被修改
     

13.1.2 读取列表中的复杂值

1. 如果需要被遍历的列表中的值存在一些复杂的组合，例如：单引号、双引号、空格
2. 这个时候就需要先对这些特殊符号进行转义，方式有以下两种
   • 使用反斜线将单引号转义
   • 使用双引号将用到单引号、空格的值进行包裹
3. 写一个简单的例子演示一下，如下图
   • 需要注意的是，在第一个循环中的列表，连续使用了两个没有被转义的单引号，得到了如下的输出结果，如果这里只使用了一个单引号，例如 macbook's cpu is ，造成的错误将会更严重过，会影响整个 shell 脚本无法正常输出结果
     

13.1.3 从变量读取列表

1. 将需要被循环的列表存储到变量中，再通过 for 循环进行遍历输出，会更美观，如下图
   • 变量不仅可以接受待输出的列表值，还能对列表值进行拼接
   • 不过这种表现形式在其他语言中更像是字符串而已，不用介意，这就是 shell 的方式
     

13.1.4 从命令读取值

1. 可以用命令替换来执行任何可能产生输出的命令，然后在 for 循环的 in 关键字后使用该命令的输出，如下图
   • 变量 directory 存储了一个目录，然后再 for 循环中使用 $(ls $directory) 输出这个目录的内容
     

13.1.5 更改字段分隔符

1. for 循环之所以能将字符串的空格作为列表元素的分隔符，是因为系统中存在 内部字段分隔符（ Internal Field Separator ，IFS ） 的全局环境变量
2. IFS 环境变量定义了 shell 作为字段分隔符的多个具体字符，默认情况下，有以下几种
   • 空格
   • 制表符
   • 换行符
3. IFS 环境变量可以在 shell 脚本中进行临时修改，如下图
   • 下面这个例子中，将 IFS 的值改为只能识别换行符，所以就能顺利的通过循环把每行的内容输出
     
4. 如果想要为 IFS 指定多个值，可以直接使用 IFS=$'\n':;" 即可
   • 这就表示换行符、冒号、分号、双引号都会被识别为字段分隔符

13.1.6 用通配符读取目录

1. 在使用 for 循环时，就算不通过 ls 命令（ 在 13.1.4 中有演示 ）也能读取目录的内容，使用 文件扩展匹配 即可，如下图
   • 其实就是在路径最后使用通配符
     
2. 在 for 循环中还可以同时指定多个目录，实现对输出结果进行拼接的效果，如下图
   • 由于输出的内容太多，最后执行的时候通过 | head 命令只显示了头部的几条信息
     

13.2 C 语言风格的 for 命令

13.2.1 C 语言的 for 命令

1. 在 shell 中可以使用和 C 语言风格类似的 for 命令，基本语法如下
   • C 语言我没学过，但这种风格其实和 Java 、JS 中也是一样的
   • 这样做的好处就在于可以实现当前循环进度的输出

for (( variable assigment ; condition ; iteration process ))
do
  commands
done

for (( a = 1 ; a < 10 ; a++ ))
do
  echo "a : $a"
done

2. 上述的 for 命令语法在以下几个方面没有遵循 shell 标准（ 但其实我觉得 shell 没有啥标准，整个 Linux 中的命令风格都是各异的，这可能也是开源导致的吧 ）
   • 变量赋值可以有空格
   • 在条件中调用变量时，不需要通过美元符号开头
   • 迭代过程的算式不需要使用 expr 命令
3. 写一个简单的例子演示一下，如下图
   

13.2.2 使用多个变量

1. 在这种风格的 for 循环中，可以在条件中定义多个变量，如下图
   • 可以看到，在变量定义时，同时指定了变量 a 和 b ，并在最后规定了 a 和 b 的迭代方式
   • 但需要注意的是，就算可以定义多个变量，但循环结束的条件只能有一个
     

13.3 while 命令

1. while 命令的使用效果和 Java 、JS 中的也基本一致

13.3.1 while 的基本格式

1. 当 condition 返回非零的退出状态码时，循环就会结束，否则循环将一直进行

while [ condition ]
do
  commands
done

2. 写一个简单的例子演示一下，如下图
   • 变量 num 初始值为 1
   • 循环结束的条件是 num 小于 10
   • 符合循环条件时，num 每次都会在输出后，累加 1 ，累加的方式是在第 12 章中学到的使用双括号赋值
   • 最后当 num 输出到 9 时，累加后等于 10 ，则无法再次循环
     

13.3.2 使用多个测试命令

1. while 命令可以在条件语句中定义多个 test 命令，但只有最后一个命令会被作为 检测循环是否结束 的条件，如下图
   • 可以看到，在条件中定义了两个测试命令，需要注意的是，每个测试命令都必须独占一行
   • 其他内容都和上一个 shell 脚本没有区别，但是在输出时，最后会多输出一个 10 ，这也就是 while 命令支持多个测试命令的意义所在了
     

13.4 until 命令

1. until 命令的效果和 while 命令正好相反，但两者的基本语法一致
   • while 命令是当条件返回非零时，就结束
   • until 命令则是当条件返回零时，就结束
2. 写一个简单的例子演示一下，如下图
   • 可以看到，当 until 命令使用了和之前 while 命令一致的条件判断时，循环体根本无法进入
   • 但当使用了之前 while 命令相反的条件判断时，循环体就顺利进入了
     

13.5 嵌套循环

1. 嵌套循环（ Nested Loop ） 其实就是多个 for 、while 、until 命令嵌套在一起
   • 被嵌套的叫 内部循环（ Inner Loop ）
2. 写一个简单的例子演示一下，如下图
   

13.6 循环处理文件数据

1. 这个内容其实在上文中的 13.1.5 更改字段分隔符 小节中就有演示
2. 这里写一个稍微复杂一点的升级版演示一下，如下图
   • 在读取文件之前，将 IFS 的值改为了只识别换行符
   • 在循环中输出每行的内容后，又将 IFS 的值改为只识别空格
   • 这个时候将每行的数据再次循环，就可以得到每行的具体字符
     

13.7 控制循环

13.7.1 break 命令

1. 在循环中使用 break 命令可以直接退出循环，在 for 、while 、 until 中都可以使用

13.7.1.1 退出单个循环

1. 可以看到，按照正常的循环逻辑，循环体应该可以执行 10 次，但是由于添加了当值等于 5 时就执行 break 命令的条件判断，所以在值等于 5 时，循环就停止了
   

13.7.1.2 退出内部循环

1. 可以看到，本来外部循环可以执行 5 次，并且在值小于 3 时，每次外部循环执行时，内部循环都可以执行
2. 但在第一次外部循环中，内部循环执行两次后，就由于条件判断被中断了
   

13.7.1.3 从内部循环直接退出外部循环

1. break 命令支持使用 break n 指定循环的层级，表示会直接退出 n 层的循环体，如下图
   • 可以看到，shell 脚本的内容和上一个例子基本一致，唯一的修改就是内不循环的 break 改成了 break 2
   • 在执行脚本后，之前内部循环触发 break 后，这次造成的结果是整个 shell 脚本的终止
     

13.7.2 continue 命令

1. 在循环中使用 continue 命令可以直接中止当前循环，直接进入下一次循环，在 for 、while 、 until 中都可以使用
2. 但是在 while 和 until 中使用 continue 时需要注意，不能把 continue 放在迭代条件之前，否则就会造成无限循环，如下图
   • 原本 while 循环的条件判断是当 num 小于 5 时，就一直循环，每次循环 num 都会加 1 ，所以一共会循环 5 次
   • 但是在 num 的累加操作 (( num = $num + 1 )) 之前增加了一个当 num = 2 时就 continue 的操作
   • 这就导致当 num 等于 2 时，当前循环就会被中止，直接进入下一次循环，而 num 的累加操作每次都没有被执行
   • 最后就无限循环了
     
3. continue 和 break 一样，也可以通过指定层级来跳过对应的层级的循环，如下图
   • 本来外部循环会循环 5 次，并且每次外部循环时，内部循环都会循环 5 次
   • 但是由于 continue 2 的加入，当内部循环的值等于 2 时，外部循环也会被跳过
     

13.8 处理循环的输出

1. 在循环的 done 关键字之后可以使用管道或者重定向操作
2. 结合管道的操作在 13.7.2 continue 命令 中已经有演示，效果就是可以对脚本的输出进行干预
   • 不过这个演示中是将管道放在了脚本执行时
   • 也可以将管道放在脚本内部，done 关键字之后
3. 结合重定向的操作则是可以将脚本的输出重定向到文件中，如下图
   • 在循环结束后通过 > result 将输出结果重定向到 result 文件中
   • 可以看到，脚本执行后终端没有输出任何语句
   • 查看当前目录可以看到出现了一个 result 的文件，里面的内容就是刚才执行脚本的输出内容