shell编程：for循环

shell编程结构化命令

for 命令

bash shell 提供了 for 命令，允许你创建一个遍历一系列值的循环。每次迭代都使用其中一个值来执行已定义好的一组命令。下面是 bash shell 中 for 命令的基本格式。

for var in list
do
    commands
done

在 list 参数中，你需要提供迭代中要用到的一系列值。可以通过几种不同的方法指定列表中的值。

在每次迭代中，变量 var 会包含列表中的当前值。第一次迭代会使用列表中的第一个值，第二次迭代使用第二个值，以此类推，直到列表中的所有值都过一遍。

在 do 和 done 语句之间输入的命令可以是一条或多条标准的 bash shell 命令。在这些命令中， $var 变量包含着这次迭代对应的当前列表项中的值。
在

只要你愿意，也可以将 do 语句和 for 语句放在同一行，但必须用分号将其同列表中的值分开：for var in list; do。

读取列表中的值

for 命令基本的用法就是遍历 for 命令自身所定义的一系列值。

...
for test in Alabama Alaska Arizona Arkansas California Colorado
do
    echo The next state is $test
done
...

每次 for 命令遍历值列表，它都会将列表中的下个值赋给$test变量。$test 变量可以像 for 命令语句中的其他脚本变量一样使用。在后一次迭代后，$test 变量的值会在 shell 脚本的剩余部分一直保持有效。它会一直保持后一次迭代的值（除非你修改了它）。

读取列表中的复杂值

事情并不会总像你在 for 循环中看到的那么简单。有时会遇到难处理的数据。下面是给 shell 脚本程序员带来麻烦的典型例子。

for test in I don't know if this'll work
do
    echo "word:$test"
done

shell 看到了列表值中的单引号并尝试使用它们来定义一个单独的数据值，这真是把事情搞得一团糟。
有两种办法可解决这个问题：

使用转义字符（反斜线）来将单引号转义；
使用双引号来定义用到单引号的值。

for test in I don\'t know if "this'll" work
do
    echo "word:$test"
done

在第一个有问题的地方添加了反斜线字符来转义 don't 中的单引号。在第二个有问题的地方将 this'll 用双引号圈起来。两种方法都能正常辨别出这个值。

你可能遇到的另一个问题是有多个词的值。记住，for 循环假定每个值都是用空格分割的。如果有包含空格的数据值，你就陷入麻烦了

如果在单独的数据值中有空格，就必须用双引号将这些值圈起来。

从变量读取列表

通常 shell 脚本遇到的情况是，你将一系列值都集中存储在了一个变量中，然后需要遍历变量中的整个列表。也可以通过 for 命令完成这个任务。

list="Alabama Alaska Arizona Arkansas Colorado"
list=$list" Connecticut"

for state in $list
do
    echo "Have you ever visited $state?"
done

$list 变量包含了用于迭代的标准文本值列表。注意，代码还是用了另一个赋值语句向$list 变量包含的已有列表中添加（或者说是拼接）了一个值。这是向变量中存储的已有文本字符串尾部添加文本的一个常用方法。

从命令读取值

生成列表中所需值的另外一个途径就是使用命令的输出。可以用命令替换来执行任何能产生输出的命令，然后在 for 命令中使用该命令的输出。

file="states"

for state in $(cat $file)
do
    echo "Visit beautiful $state"
done

这个例子在命令替换中使用了 cat 命令来输出文件 states 的内容。你会注意到 states 文件中每一行有一个州，而不是通过空格分隔的。for 命令仍然以每次一行的方式遍历了 cat 命令的输出，假定每个州都是在单独的一行上。但这并没有解决数据中有空格的问题。如果你列出了一个名字中有空格的州，for 命令仍然会将每个单词当作单独的值。

更改字段分隔符

IFS 环境变量定义了 bash shell 用作字段分隔符的一系列字符。默认情况下，bash shell 会将下列字符当作字段分隔符：

空格
制表符
换行符

如果 bash shell 在数据中看到了这些字符中的任意一个，它就会假定这表明了列表中一个新数据字段的开始。在处理可能含有空格的数据（比如文件名）时，这会非常麻烦

要解决这个问题，可以在 shell 脚本中临时更改 IFS 环境变量的值来限制被 bash shell 当作字段分隔符的字符。例如，如果你想修改 IFS 的值，使其只能识别换行符，那就必须这么做：

IFS=$'\n'

将这个语句加入到脚本中，告诉 bash shell 在数据值中忽略空格和制表符。

在处理代码量较大的脚本时，可能在一个地方需要修改 IFS 的值，然后忽略这次修改，在脚本的其他地方继续沿用 IFS 的默认值。一个可参考的安全实践是在改变 IFS 之前保存原来的 IFS 值，之后再恢复它。这种技术可以这样实现：
IFS.OLD=$IFS
IFS=$'\n'
<在代码中使用新的IFS值>
IFS=$IFS.OLD

如果要指定多个 IFS 字符，只要将它们在赋值行串起来就行。

IFS=$'\n':;"

这个赋值会将换行符、冒号、分号和双引号作为字段分隔符。如何使用 IFS 字符解析数据没有任何限制。

用通配符读取目录

后，可以用 for 命令来自动遍历目录中的文件。进行此操作时，必须在文件名或路径名中使用通配符。它会强制 shell 使用文件扩展匹配。文件扩展匹配是生成匹配指定通配符的文件名或路径名的过程。

如果不知道所有的文件名，这个特性在处理目录中的文件时就非常好用。


for file in /home/rich/test/*
do
    if [ -d "$file" ]
    then
        echo "$file is a directory"
    elif [ -f "$file" ]
    then
        echo "$file is a file"
    fi
done

在 Linux 中，目录名和文件名中包含空格当然是合法的。要适应这种情况，应该将$file 变量用双引号圈起来。如果不这么做，遇到含有空格的目录名或文件名时就会有错误产生。

也可以在 for 命令中列出多个目录通配符，将目录查找和列表合并进同一个 for 语句。

for file in /home/rich/.b* /home/rich/badtest
do
    if [ -d "$file" ]
    then
        echo "$file is a directory"
    elif [ -f "$file" ]
    then
        echo "$file is a file"
    else
        echo "$file doesn't exist"
    fi
done

for 语句首先使用了文件扩展匹配来遍历通配符生成的文件列表，然后它会遍历列表中的下一个文件。可以将任意多的通配符放进列表中。

注意，你可以在数据列表中放入任何东西。即使文件或目录不存在，for 语句也会尝试处理列表中的内容。在处理文件或目录时，这可能会是个问题。你无法知道你正在尝试遍历的目录是否存在：在处理之前测试一下文件或目录总是好的。

C 语言风格的 for 命令

如果你从事过 C 语言编程，可能会对 bash shell 中 for 命令的工作方式有点惊奇。在 C 语言中， for 循环通常定义一个变量，然后这个变量会在每次迭代时自动改变。通常程序员会将这个变量用作计数器，并在每次迭代中让计数器增一或减一。bash 的 for 命令也提供了这个功能。本节将会告诉你如何在 bash shell 脚本中使用 C 语言风格的 for 命令。

C 语言的 for 命令

bash shell 也支持一种 for 循环，它看起来跟 C 语言风格的 for 循环类似，但有一些细微的不同，其中包括一些让 shell 脚本程序员困惑的东西。以下是 bash 中 C 语言风格的 for 循环的基本格式。

for (( variable assignment ; condition ; iteration process ))

C 语言风格的 for 循环的格式会让 bash shell 脚本程序员摸不着头脑，因为它使用了 C 语言风格的变量引用方式而不是 shell 风格的变量引用方式。

for (( a = 1; a < 10; a++ ))

注意，有些部分并没有遵循 bash shell 标准的 for 命令：

变量赋值可以有空格；
条件中的变量不以美元符开头；
迭代过程的算式未用 expr 命令格式

shell 开发人员创建了这种格式以更贴切地模仿 C 语言风格的 for 命令。这虽然对 C 语言程序员来说很好，但也会把专家级的 shell 程序员弄得一头雾水。

for (( i=1; i <= 10; i++ ))
do
    echo "The next number is $i"
done

使用多个变量

C 语言风格的 for 命令也允许为迭代使用多个变量。循环会单独处理每个变量，你可以为每个变量定义不同的迭代过程。尽管可以使用多个变量，但你只能在 for 循环中定义一种条件。

for (( a=1, b=10; a <= 10; a++, b-- ))
do
    echo "$a - $b"
done

while 命令

while 的基本格式

while 命令的格式是：

while test command
do
    other commands
done

while 命令的关键在于所指定的 test command 的退出状态码必须随着循环中运行的命令而改变。如果退出状态码不发生变化， while 循环就将一直不停地进行下去。

var1=10
while [ $var1 -gt 0 ]
do
    echo $var1
    var1=$[ $var1 - 1 ]
done

使用多个测试命令

while 命令允许你在 while 语句行定义多个测试命令。只有后一个测试命令的退出状态码会被用来决定什么时候结束循环。

var1=10

while echo $var1
        [ $var1 -ge 0 ]
do
    echo "This is inside the loop"
    var1=$[ $var1 - 1 ]
done

第一个测试简单地显示了 var1 变量的当前值。第二个测试用方括号来判断 var1 变量的值。在循环内部，echo 语句会显示一条简单的消息，说明循环被执行了。

在含有多个命令的 while 语句中，在每次迭代中所有的测试命令都会被执行，包括测试命令失败的后一次迭代。要留心这种用法。另一处要留意的是该如何指定多个测试命令。注意，每个测试命令都出现在单独的一行上。

until 命令

until 命令和 while 命令工作的方式完全相反。until 命令要求你指定一个通常返回非零退出状态码的测试命令。只有测试命令的退出状态码不为 0，bash shell 才会执行循环中列出的命令。一旦测试命令返回了退出状态码 0，循环就结束了。

until test commands
do
    other commands
done

和 while 命令类似，你可以在 until 命令语句中放入多个测试命令。只有后一个命令的退出状态码决定了 bash shell 是否执行已定义的 other commands。

var1=100

until [ $var1 -eq 0 ]
do
    echo $var1
    var1=$[ $var1 - 25 ]
done

本例中会测试 var1 变量来决定 until 循环何时停止。只要该变量的值等于 0，until 命令就会停止循环。同 while 命令一样，在 until 命令中使用多个测试命令时要注意。
shell 会执行指定的多个测试命令，只有在后一个命令成立时停止。

嵌套循环

在使用嵌套循环时，你是在迭代中使用迭代，与命令运行的次数是乘积关系。

for (( a = 1; a <= 3; a++ ))
do
    echo "Starting loop $a:"
    for (( b = 1; b <= 3; b++ ))
    do
        echo "   Inside loop: $b"
    done
done

循环处理文件数据

通常必须遍历存储在文件中的数据。这要求结合已经讲过的两种技术：

使用嵌套循环
修改 IFS 环境变量

通过修改 IFS 环境变量，就能强制 for 命令将文件中的每行都当成单独的一个条目来处理，即便数据中有空格也是如此。一旦从文件中提取出了单独的行，可能需要再次利用循环来提取行中的数据。

典型的例子是处理/etc/passwd 文件中的数据。这要求你逐行遍历/etc/passwd 文件，并将 IFS 变量的值改成冒号，这样就能分隔开每行中的各个数据段了。

#!/bin/bash

IFS.OLD=$IFS
IFS=$'\n'
for entry in $(cat /etc/passwd)
do
    echo "Values in $entry –"
    IFS=:
    for value in $entry
    do
        echo "  $value"
    done
done

控制循环

有两个命令能帮我们控制循环内部的情况：

break
continue

break 命令

可以用 break 命令来退出任意类型的循环，包括 while 和 until 循环。

有几种情况可以使用 break 命令

跳出单个循环

在 shell 执行 break 命令时，它会尝试跳出当前正在执行的循环。

for var1 in 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
do
    if [ $var1 -eq 5 ]
    then
        break
    fi
    echo "Iteration number: $var1"
done
echo "The for loop is completed"

for 循环通常都会遍历列表中指定的所有值。但当满足 if-then 的条件时，shell 会执行 break 命令，停止 for 循环。

这种方法同样适用于 while 和 until 循环。

跳出内部循环

在处理多个循环时，break 命令会自动终止你所在的内层的循环。

for (( a = 1; a < 4; a++ ))
do
    echo "Outer loop: $a"
    for (( b = 1; b < 100; b++ ))
    do
        if [ $b -eq 5 ]
        then
            break
        fi
        echo "   Inner loop: $b"
    done
done

内部循环里的 for 语句指明当变量 b 等于 100 时停止迭代。但内部循环的 if-then 语句指明当变量 b 的值等于 5 时执行 break 命令。注意，即使内部循环通过 break 命令终止了，外部循环依然继续执行。

跳出外部循环

有时你在内部循环，但需要停止外部循环。break 命令接受单个命令行参数值：

break n

其中 n 指定了要跳出的循环层级。默认情况下，n 为 1，表明跳出的是当前的循环。如果你将 n 设为 2，break 命令就会停止下一级的外部循环。

for (( a = 1; a < 4; a++ ))
do
    echo "Outer loop: $a"
    for (( b = 1; b < 100; b++ ))
    do
        if [ $b -gt 4 ]
        then
            break 2
        fi
        echo "   Inner loop: $b"
    done
done

当 shell 执行了 break 命令后，外部循环就停止了。

continue 命令

continue 命令可以提前中止某次循环中的命令，但并不会完全终止整个循环。可以在循环内部设置 shell 不执行命令的条件。

for (( var1 = 1; var1 < 15; var1++ ))
do
    if [ $var1 -gt 5 ] && [ $var1 -lt 10 ]
    then
        continue
    fi
    echo "Iteration number: $var1"
done

当 if-then 语句的条件被满足时（值大于 5 且小于 10），shell 会执行 continue 命令，跳过此次循环中剩余的命令，但整个循环还会继续。当 if-then 的条件不再被满足时，一切又回到正轨。

和 break 命令一样，continue 命令也允许通过命令行参数指定要继续执行哪一级循环：

continue n

其中 n 定义了要继续的循环层级。

处理循环的输出

在 shell 脚本中，你可以对循环的输出使用管道或进行重定向。这可以通过在 done 命令之后添加一个处理命令来实现。

for file in /home/rich/*
do
    if [ -d "$file" ]
    then
        echo "$file is a directory"
    elif
        echo "$file is a file"
    fi
done > output.txt

shell 会将 for 命令的结果重定向到文件 output.txt 中，而不是显示在屏幕上。

这种方法同样适用于将循环的结果管接给另一个命令

for state in "North Dakota" Connecticut Illinois Alabama Tennessee
do
    echo "$state is the next place to go"
done | sort
echo "This completes our travels"

state 值并没有在 for 命令列表中以特定次序列出。for 命令的输出传给了 sort 命令，该命令会改变 for 命令输出结果的顺序。运行这个脚本实际上说明了结果已经在脚本内部排好序了。

实例

查找可执行文件

当你从命令行中运行一个程序的时候，Linux 系统会搜索一系列目录来查找对应的文件。这些目录被定义在环境变量 PATH 中。如果你想找出系统中有哪些可执行文件可供使用，只需要扫描 PATH 环境变量中所有的目录就行了。如果要徒手查找的话，就得花点时间了。不过我们可以编写一个小小的脚本，轻而易举地搞定这件事。

首先是创建一个 for 循环，对环境变量 PATH 中的目录进行迭代。处理的时候别忘了设置 IFS 分隔符。

现在你已经将各个目录存放在了变量$folder 中，可以使用另一个 for 循环来迭代特定目录中的所有文件。

后一步是检查各个文件是否具有可执行权限，你可以使用 if-then 测试功能来实现。

IFS=:
for folder in $PATH
do
    echo "$folder:"
    for file in $folder/*
    do
        if [ -x $file ]
        then
            echo "  $file"
        fi
    done
done

运行这段代码时，你会得到一个可以在命令行中使用的可执行文件的列表。

创建多个用户账户

shell 脚本的目标是让系统管理员过得更轻松。如果你碰巧工作在一个拥有大量用户的环境中，烦人的工作之一就是创建新用户账户。好在可以使用 while 循环来降低工作的难度。

你不用为每个需要创建的新用户账户手动输入 useradd 命令，而是可以将需要添加的新用户账户放在一个文本文件中，然后创建一个简单的脚本进行处理。这个文本文件的格式如下：

userid,user name

第一个条目是你为新用户账户所选用的用户 ID。第二个条目是用户的全名。两个值之间使用逗号分隔，这样就形成了一种名为逗号分隔值的文件格式（或者是.csv）。这种文件格式在电子表格中极其常见，所以你可以轻松地在电子表格程序中创建用户账户列表，然后将其保存成.csv 格式，以备 shell 脚本读取及处理。

要读取文件中的数据，得用上一点 shell 脚本编程技巧。我们将 IFS 分隔符设置成逗号，并将其放入 while 语句的条件测试部分。然后使用 read 命令读取文件中的各行。实现代码如下：

while IFS=’,’ read –r userid name

read 命令会自动读取.csv 文本文件的下一行内容，所以不需要专门再写一个循环来处理。当 read 命令返回 FALSE 时（也就是读取完整个文件时），while 命令就会退出。

要想把数据从文件中送入 while 命令，只需在 while 命令尾部使用一个重定向符就可以了。

input="users.csv"
while IFS=',' read -r userid name
do
    echo "adding $userid"
    useradd -c "$name" -m $userid
done < "$input"

$input 变量指向数据文件，并且该变量被作为 while 命令的重定向数据。

posted @ 2020-06-13 18:56 trafalgar999 阅读(821) 评论(0) 编辑收藏举报

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