shell编程基础(二): shell脚本语法之分支语句和循环语句

一、分支语句

1、条件测试：test [

命令test或[可以测试一个条件是否成立，如果测试结果为真，则该命令的Exit Status为0，如果测试结果为假，则命令的Exit Status为1（注意与C语言的逻辑表示正好相反）。例如测试两个数的大小关系：

[root@VM_0_5_centos test]# var=4
[root@VM_0_5_centos test]# test $var
[root@VM_0_5_centos test]# echo $?
0
[root@VM_0_5_centos test]# echo $? -gt 5
0 -gt 5
[root@VM_0_5_centos test]# test $var -gt 5
[root@VM_0_5_centos test]# echo $?
1
[root@VM_0_5_centos test]# test $var -gt 1
[root@VM_0_5_centos test]# echo $?
0
[root@VM_0_5_centos test]# [ $var -gt 5 ]
[root@VM_0_5_centos test]# echo $?
1
[root@VM_0_5_centos test]# [ $var -gt 1 ]
[root@VM_0_5_centos test]# echo $?
0

虽然看起来很奇怪，但左方括号[确实是一个命令的名字，传给命令的各参数之间应该用空格隔开，比如，$VAR、-gt、3、]是[命令的四个参数，它们之间必须用空格隔开。命令test或[的参数形式是相同的，只不过test命令不需要]参数。以[命令为例，常见的测试命令如下表所示：

[ -d DIR ]              如果DIR存在并且是一个目录则为真
[ -f FILE ]             如果FILE存在且是一个普通文件则为真
[ -z STRING ]           如果STRING的长度为零则为真
[ -n STRING ]           如果STRING的长度非零则为真
[ STRING1 = STRING2 ]   如果两个字符串相同则为真
[ STRING1 != STRING2 ]  如果字符串不相同则为真
[ ARG1 OP ARG2 ]        ARG1和ARG2应该是整数或者取值为整数的变量，OP是-eq（等于）-ne（不等于）-lt（小于）-le（小于等于）-gt（大于）-ge（大于等于）之中的一个

和C语言类似，测试条件之间还可以做与、或、非逻辑运算：

带与、或、非的测试命令

[ ! EXPR ]          EXPR可以是上表中的任意一种测试条件，!表示逻辑反
[ EXPR1 -a EXPR2 ]  EXPR1和EXPR2可以是上表中的任意一种测试条件，-a表示逻辑与
[ EXPR1 -o EXPR2 ]  EXPR1和EXPR2可以是上表中的任意一种测试条件，-o表示逻辑或

例如：

//测试是否是一个目录
[root@VM_0_5_centos test]# ls
$ $  mmzs  -mmzs  test.sh
[root@VM_0_5_centos test]# [ -d mmzs ]
[root@VM_0_5_centos test]# echo $?
1
//测试逻辑与
[root@VM_0_5_centos test]# VAR=abc
[root@VM_0_5_centos test]# [ -d mmzs -a $VAR = 'abc' ]
[root@VM_0_5_centos test]# echo $?
0

注意，如果上例中的$VAR变量事先没有定义，则被Shell展开为空字符串，会造成测试条件的语法错误（展开为[ -d Desktop -a = 'abc' ]），作为一种好的Shell编程习惯，应该总是把变量取值放在双引号之中（展开为[ -d Desktop -a "" = 'abc' ]）：

[root@VM_0_5_centos test]# unset VAR
[root@VM_0_5_centos test]# [ -d mmzs -a $VAR = 'abc' ]
-bash: [: too many arguments
[root@VM_0_5_centos test]# [ -d mmzs -a "$VAR" = 'abc' ]
[root@VM_0_5_centos test]# echo $?
1

2、if/then/elif/else/fi

和C语言类似，在Shell中用if、then、elif、else、fi这几条命令实现分支控制。这种流程控制语句本质上也是由若干条Shell命令组成的，例如先前讲过的

if [ -f ~/.bashrc ]; then
    . ~/.bashrc
fi

其实是三条命令，if [ -f ~/.bashrc ]是第一条，then . ~/.bashrc是第二条，fi是第三条。如果两条命令写在同一行则需要用;号隔开，一行只写一条命令就不需要写;号了，另外，then后面有换行，但这条命令没写完，Shell会自动续行，把下一行接在then后面当作一条命令处理。和[命令一样，要注意命令和各参数之间必须用空格隔开。if命令的参数组成一条子命令，如果该子命令的Exit Status为0（表示真），则执行then后面的子命令，如果Exit Status非0（表示假），则执行elif、else或者fi后面的子命令。if后面的子命令通常是测试命令，但也可以是其它命令。Shell脚本没有{}括号，所以用fi表示if语句块的结束。见下例：

[root@VM_0_5_centos test]# vi testif.sh
查看脚本内容
[root@VM_0_5_centos test]# cat testif.sh 
#!/bin/sh
if [ -f /bin/bash ]
then 
    echo "/bin/bash is a file"
else 
    echo "/bin/bash is NOT a file"
fi
if :; 
then 
    echo "always true"; 
fi
运行测试
[root@VM_0_5_centos test]# sh testif.sh 
/bin/bash is a file
always true

:是一个特殊的命令，称为空命令，该命令不做任何事，但Exit Status总是真。此外，也可以执行/bin/true或/bin/false得到真或假的Exit Status。再看一个例子：

[root@VM_0_5_centos test]# vi testif2.sh
查看脚本内容
[root@VM_0_5_centos test]# cat testif2.sh 
#! /bin/sh
echo "Is it morning? Please answer yes or no."
read YES_OR_NO
if [ "$YES_OR_NO" = "yes" ]; then
        echo "You entered yes!"
elif [ "$YES_OR_NO" = "no" ]; then
        echo "You entered no!"
else
    echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no."
        exit 1
fi
exit 0
运行测试
[root@VM_0_5_centos test]# sh testif2.sh 
Is it morning? Please answer yes or no.
no
You entered no!
[root@VM_0_5_centos test]# sh testif2.sh 
Is it morning? Please answer yes or no.

Sorry,  not recognized. Enter yes or no.

上例中的read命令的作用是等待用户输入一行字符串，将该字符串存到一个Shell变量中。

此外，Shell还提供了&&和||语法，和C语言类似，具有Short-circuit特性，很多Shell脚本喜欢写成这样：

test "$(whoami)" != 'root' && (echo you are using a non-privileged account; exit 1)
还是
test "$(whoami)" == 'root' && (echo you are using a privileged account; exit 1)

&&相当于“if...then...”，而||相当于“if not...then...”。&&和||用于连接两个命令，而上面讲的-a和-o仅用于在测试表达式中连接两个测试条件，要注意它们的区别，例如，

[root@VM_0_5_centos test]# VAR=2
[root@VM_0_5_centos test]# test "$VAR" -gt 1 -a "$VAR" -lt 3
[root@VM_0_5_centos test]# echo $?
0

和以下写法是等价的

[root@VM_0_5_centos test]# VAR=2
[root@VM_0_5_centos test]# test "$VAR" -gt 1 && test "$VAR" -lt 3
[root@VM_0_5_centos test]# echo $?
0

3、case/esac

case命令可类比C语言的switch/case语句，esac表示case语句块的结束。C语言的case只能匹配整型或字符型常量表达式，而Shell脚本的case可以匹配字符串和Wildcard，每个匹配分支可以有若干条命令，末尾必须以;;结束，执行时找到第一个匹配的分支并执行相应的命令，然后直接跳到esac之后，不需要像C语言一样用break跳出。

[root@VM_0_5_centos test]# vi testcase.sh
查看脚本内容
[root@VM_0_5_centos test]# cat testcase.sh 
#! /bin/sh
echo "Is it morning? Please answer yes or no."
read YES_OR_NO
case "$YES_OR_NO" in
yes|y|Y|Yes|YES)
    echo "匹配到yes|y|Y|Yes|YES中的一项!";;
[nN]*)
     echo "匹配到n|N开头的内容";;
*)
    echo "Sorry, $YES_OR_NO not recognized. Enter yes or no."
    exit 1;;
esac

exit 0
运行测试脚本
[root@VM_0_5_centos test]# sh testcase.sh 
Is it morning? Please answer yes or no.
y
匹配到yes|y|Y|Yes|YES中的一项!

注意：如果 判断条件*)放在yes|y|Y|Yes|YES)前面，则会和*)成功匹配，因为shell脚本是一行一行的往下执行的。

使用case语句的例子可以在系统服务的脚本目录/etc/init.d中找到。这个目录下的脚本大多具有这种形式（以/etc/init.d/nfs-kernel-server为例）：

    case "$1" in
        start)
            ...
        ;;
        stop)
            ...
        ;;
        reload | force-reload)
            ...
        ;;
        restart)
        ...
        *)
            log_success_msg "Usage: nfs-kernel-server {start|stop|status|reload|force-reload|restart}"
            exit 1
        ;;
    esac

启动nfs-kernel-server服务的命令是

[root@VM_0_5_centos test]# sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server start

 $1是一个特殊变量，在执行脚本时自动取值为第一个命令行参数，也就是start，所以进入start)分支执行相关的命令。同理，命令行参数指定为stop、reload或restart可以进入其它分支执行停止服务、重新加载配置文件或重新启动服务的相关命令。

二、循环语句

4、for/do/done

Shell脚本的for循环结构和C语言很不一样，它类似于某些编程语言的foreach循环。例如：

[root@VM_0_5_centos test]# vi tfor.sh
查看脚本内容
[root@VM_0_5_centos test]# cat tfor.sh
#!/bin/sh
for FRUIT in apple banana pear; do
    echo "I like $FRUIT"
done
运行测试脚本
[root@VM_0_5_centos test]# sh tfor.sh 
I like apple
I like banana
I like pear

FRUIT是一个循环变量，第一次循环$FRUIT的取值是apple，第二次取值是banana，第三次取值是pear。再比如，要将当前目录下的chap0、chap1、chap2等文件名改为chap0~、chap1~、chap2~等（按惯例，末尾有~字符的文件名表示临时文件），这个命令可以这样写：

[root@VM_0_5_centos test]# for FILENAME in chap?; do mv $FILENAME $FILENAME~; done
也可以这样写：
[root@VM_0_5_centos test]# for FILENAME in `ls chap?`; do mv $FILENAME $FILENAME~; done

5、while/do/done

while的用法和C语言类似。比如一个验证密码的脚本：

[root@VM_0_5_centos test]# vi t1.sh
查看脚本内容
[root@VM_0_5_centos test]# cat t1.sh 
#! /bin/sh
echo "Enter password:"
read TRY
while [ "$TRY" != "secret" ]; do
    echo "Sorry, try again"
read TRY
done
运行脚本测试
[root@VM_0_5_centos test]# sh t1.sh 
Enter password:
123
Sorry, try again
secret

下面的例子通过算术运算控制循环的次数：

[root@VM_0_5_centos test]# vi t2.sh
查看脚本内容
[root@VM_0_5_centos test]# cat t2.sh 
#! /bin/sh
COUNTER=1
while [ "$COUNTER" -lt 10 ]; do
    echo "we try again,now COUNTER=$COUNTER"
    COUNTER=$(($COUNTER+1))
done
运行测试脚本
[root@VM_0_5_centos test]# sh t2.sh 
we try again,now COUNTER=1
we try again,now COUNTER=2
we try again,now COUNTER=3
we try again,now COUNTER=4
we try again,now COUNTER=5
we try again,now COUNTER=6
we try again,now COUNTER=7
we try again,now COUNTER=8
we try again,now COUNTER=9

Shell还有until循环，类似C语言的do...while循环。本章从略。

6、break和continue

break[n]可以指定跳出几层循环，continue跳过本次循环步，没跳出整个循环。

break跳出，continue跳过。

三、习题

1、把上面验证密码的程序修改一下，如果用户输错五次密码就报错退出？

[root@VM_0_5_centos test]# vi thwork.sh 

查看脚本内容
[root@VM_0_5_centos test]# cat thwork.sh 
#! /bin/sh
COUNTER=1
echo "Enter password:"
read TRY
while [ "$COUNTER" -lt 5 -a "$TRY" != "secret" ]; do
    echo "Sorry, try again"
    COUNTER=$(($COUNTER+1))
read TRY
done

运行测试脚本
[root@VM_0_5_centos test]# sh thwork.sh 
Enter password:
w
Sorry, try again
w
Sorry, try again
w
Sorry, try again
w
Sorry, try again
w
[root@VM_0_5_centos test]#