11.1 循环

循环是当循环控制条件为真时,一系列命令迭代^1执行的代码块。

for 循环

for arg in [list]

这是 shell 中最基本的循环结构,它与C语言形式的循环有着明显的不同。

1. for arg in [list]
2. do
3. command(s)...
4. done

note 在循环的过程中,arg 会从 list 中连续获得每一个变量的值。

``` 1. for arg in "$var1" "$var2" "$var3" ... "$varN" 2. # 第一次循环中,arg = $var1 3. # 第二次循环中,arg = $var2 4. # 第三次循环中,arg = $var3 5. # ... 6. # 第 N 次循环中,arg = $varN

  1. 为了防止可能的字符分割问题,[list] 中的参数都需要被引用。

    ```

参数 list 中允许含有 通配符。

如果 do 和 for 写在同一行时,需要在 list 之后加上一个分号。

for arg in [list] ; do

样例 11-1. 简单的 for 循环

1. #!/bin/bash
2. # 列出太阳系的所有行星。

4. for planet in Mercury Venus Earth Mars Jupiter Saturn Uranus Neptune Pluto
5. do
6. echo $planet  # 每一行输出一个行星。
7. done

9. echo; echo

11. for planet in "Mercury Venus Earth Mars Jupiter Saturn Uranus Neptune Pluto"
12. # 所有的行星都输出在一行上。
13. # 整个 'list' 被包裹在引号中时是作为一个单一的变量。
14. # 为什么?因为空格也是变量的一部分。
15. do
16. echo $planet
17. done

19. echo; echo "Whoops! Pluto is no longer a planet!"

21. exit 0

[list] 中的每一个元素中都可能含有多个参数。这在处理参数组中非常有用。在这种情况下,使用 set 命令(查看 样例 15-16)强制解析 [list] 中的每一个元素,并将元素的每一个部分分配给位置参数。

样例 11-2. for 循环 [list] 中的每一个变量有两个参数的情况

1. #!/bin/bash
2. # 让行星再躺次枪。

4. # 将每个行星与其到太阳的距离放在一起。

6. for planet in "Mercury 36" "Venus 67" "Earth 93" "Mars 142" "Jupiter 483"
7. do
8. set -- $planet  #  解析变量 "planet"
9. #+ 并将其每个部分赋值给位置参数。
10. # "--" 防止一些极端情况,比如 $planet 为空或者以破折号开头。

12. # 因为位置参数会被覆盖掉,因此需要先保存原先的位置参数。
13. # 你可以使用数组来保存
14. #         original_params=("$@")

16. echo "$1        $2,000,000 miles from the sum"
17. #-------两个制表符---将后面的一系列 0 连到参数 $2 上。
18. done

20. # (感谢 S.C. 做出的额外注释。)

22. exit 0

一个单一变量也可以成为 for 循环中的 [list]。

样例 11-3. 文件信息:查看一个单一变量中含有的文件列表的文件信息

1. #!/bin/bash
2. # fileinfo.sh

4. FILES="/usr/sbin/accept
5. /usr/sbin/pwck
6. /usr/sbin/chroot
7. /usr/bin/fakefile
8. /sbin/badblocks
9. /sbin/ypbind"     # 你可能会感兴趣的一系列文件。
10. # 包含一个不存在的文件,/usr/bin/fakefile。

12. echo

14. for file in $FILES
15. do

17. if [ ! -e "$file" ]       # 检查文件是否存在。
18. then
19. echo "$file does not exist."; echo
20. continue                # 继续判断下一个文件。
21. fi

23. ls -l $file | awk '{ print $8 "         file size: " $5 }'  # 输出其中的两个域。
24. whatis `basename $file`   # 文件信息。
25. # 脚本正常运行需要注意提前设置好 whatis 的数据。
26. # 使用 root 权限运行 /usr/bin/makewhatis 可以完成。
27. echo
28. done

30. exit 0

for 循环中的 [list] 可以是一个参数。

样例 11-4. 操作含有一系列文件的参数

1. #!/bin/bash

3. filename="*txt"

5. for file in $filename
6. do
7. echo "Contents of $file"
8. echo "---"
9. cat "$file"
10. echo
11. done

如果在匹配文件扩展名的 for 循环中的 [list] 含有通配符(* 和 ?),那么将会进行文件名扩展。

样例 11-5. 在 for 循环中操作文件

1. #!/bin/bash
2. # list-glob.sh: 通过文件名扩展在 for 循环中产生 [list]。
3. # 通配 = 文件名扩展。

5. echo

7. for file in *
8. #           ^  Bash 在检测到通配表达式时,
9. #+             会进行文件名扩展。
10. do
11. ls -l "$file"  # 列出 $PWD(当前工作目录)下的所有文件。
12. #  回忆一下,通配符 "*" 会匹配所有的文件名,
13. #+ 但是,在文件名扩展中,他将不会匹配以点开头的文件。

15. #  如果没有匹配到文件,那么它将会扩展为它自身。
16. #  为了防止出现这种情况,需要设置 nullglob 选项。
17. #+    (shopt -s nullglob)。
18. #  感谢 S.C.
19. done

21. echo; echo

23. for file in [jx]*
24. do
25. rm -f $file    # 删除当前目录下所有以 "j" 或 "x" 开头的文件。
26. echo "Removed file \"$file\"".
27. done

29. echo

31. exit 0

如果在 for 循环中省略 in [list] 部分,那么循环将会遍历位置参数($@)。样例 A-15 中使用到了这一点。也可以查看 样例 15-17。

样例 11-6. 缺少 in [list] 的 for 循环

1. #!/bin/bash

3. # 尝试在带参数和不带参数两种情况下调用这个脚本,观察发生了什么。

5. for a
6. do
7. echo -n "$a "
8. done

10. #  缺失 'in list' 的情况下,循环会遍历 '$@'
11. #+(命令行参数列表,包括空格)。

13. echo

15. exit 0

可以在 for 循环中使用 命令代换 生成 [list]。查看 样例 16-54,样例 11-11 和 样例 16-48。

样例 11-7. 在 for 循环中使用命令代换生成 [list]

1. #!/bin/bash
2. # for-loopcmd.sh: 带命令代换所生成 [list] 的 for 循环

4. NUMBERS="9 7 3 8 37.53"

6. for number in `echo $NUMBERS`  # for number in 9 7 3 8 37.53
7. do
8. echo -n "$number "
9. done

11. echo
12. exit 0

下面是使用命令代换生成 [list] 的更加复杂的例子。

样例 11-8. 一种替代 grep 搜索二进制文件的方法

1. #!/bin/bash
2. # bin-grep.sh: 在二进制文件中定位匹配的字符串。

4. # 一种替代 `grep` 搜索二进制文件的方法
5. # 与 "grep -a" 的效果类似

7. E_BADARGS=65
8. E_NOFILE=66

10. if [ $# -ne 2 ]
11. then
12. echo "Usage: `basename $0` search_string filename"
13. exit $E_BADARGS
14. fi

16. if [ ! -f "$2" ]
17. then
18. echo "File \"$2\" does not exist."
19. exit $E_NOFILE
20. fi

23. IFS=$'\012'       # 按照 Anton Filippov 的意见应该是
24. # IFS="\n"
25. for word in $( strings "$2" | grep "$1" )
26. # "strings" 命令列出二进制文件中的所有字符串。
27. # 将结果通过管道输出到 "grep" 中,检查是不是匹配的字符串。
28. do
29. echo $word
30. done

32. # 就像 S.C. 指出的那样,第 23-30 行可以换成下面的形式:
33. #    strings "$2" | grep "$1" | tr -s "$IFS" '[\n*]'

36. # 尝试运行脚本 "./bin-grep.sh mem /bin/ls"

38. exit 0

下面的例子同样展示了如何使用命令代换生成 [list]。

样例 11-9. 列出系统中的所有用户

1. #!/bin/bash
2. # userlist.sh

4. PASSWORD_FILE=/etc/passwd
5. n=1           # 用户数量

7. for name in $(awk 'BEGIN{fs=":"}{print $1}' < "$PASSWORD_FILE" )
8. # 分隔符 = :              ^^^^^^
9. # 输出第一个域                    ^^^^^^^^
10. # 读取密码文件 /etc/passwd                    ^^^^^^^^^^^^^^^^^
11. do
12. echo "USER #$n = $name"
13. let "n += 1"
14. done

17. # USER #1 = root
18. # USER #2 = bin
19. # USER #3 = daemon
20. # ...
21. # USER #33 = bozo

23. exit $?

25. # 讨论:
26. # -----
27. # 一个普通用户是如何读取 /etc/passwd 文件的?
28. # 提示:检查 /etc/passwd 的文件权限。
29. # 这算不算是一个安全漏洞?为什么?

另外一个关于 [list] 的例子也来自于命令代换。

样例 11-10. 检查目录中所有二进制文件的原作者

1. #!/bin/bash
2. # findstring.sh
3. # 在指定目录的二进制文件中寻找指定的字符串。

5. directory=/usr/bin
6. fstring="Free Software Foundation"  # 查看哪些文件来自于 FSF。

8. for file in $( find $directory -type f -name '*' | sort )
9. do
10. strings -f $file | grep "$fstring" | sed -e "s%$driectory%%"
11. #  在 "sed" 表达式中,你需要替换掉 "/" 分隔符,
12. #+ 因为 "/" 是一个会被过滤的字符。
13. #  如果不做替换,将会产生一个错误。(你可以尝试一下。)
14. done

16. exit $?

18. # 简单的练习:
19. # ----------
20. # 修改脚本,使其可以从命令行参数中获取 $directory 和 $fstring。

最后一个关于 [list] 和命令代换的例子,但这个例子中的命令是一个函数。

1. generate_list ()
2. {
3. echo "one two three"
4. }

6. for word in $(generate_list)  # "word" 获得函数执行的结果。
7. do
8. echo "$word"
9. done

11. # one
12. # two
13. # three

for 循环的结果可以通过管道导向至一个或多个命令中。

样例 11-11. 列出目录中的所有符号链接。

1. #!/bin/bash
2. # symlinks.sh: 列出目录中的所有符号链接。

4. directory=${1-`pwd`}
5. # 如果没有特别指定,缺省目录为当前工作目录。
6. # 等价于下面的代码块。
7. # ---------------------------------------------------
8. # ARGS=1                 # 只有一个命令行参数。
9. #
10. # if [ $# -ne "$ARGS" ]  # 如果不是只有一个参数的情况下
11. # then
12. #   directory=`pwd`      # 设为当前工作目录。
13. # else
14. #   directory=$1
15. # fi
16. # ---------------------------------------------------

18. echo "symbolic links in directory \"$directory\""

20. for file in "$( find $directory -type 1 )"   # -type 1 = 符号链接
21. do
22. echo "$file"
23. done | sort                                  # 否则文件顺序会是乱序。
24. #  严格的来说这里并不需要使用循环,
25. #+ 因为 "find" 命令的输出结果已经被扩展成一个单一字符串了。
26. #  然而,为了方便大家理解,我们使用了循环的方式。

28. #  Dominik 'Aeneas' Schnitzer 指出,
29. #+ 不引用 $( find $directory -type 1 ) 的话,
30. #  脚本将在文件名包含空格时阻塞。

32. exit 0

35. # --------------------------------------------------------
36. # Jean Helou 提供了另外一种方法:

38. echo "symbolic links in directory \"$directory\""
39. # 备份当前的内部字段分隔符。谨慎永远没有坏处。
40. OLDIFS=$IFS
41. IFS=:

43. for file in $(find $directory -type 1 -printf "%p$IFS")
44. do     #                              ^^^^^^^^^^^^^^^^
45. echo "$file"
46. done|sort

48. # James "Mike" Conley 建议将 Helou 的代码修改为:

50. OLDIFS=$IFS
51. IFS='' # 空的内部字段分隔符意味着将不会分隔任何字符串
52. for file in $( find $directory -type 1 )
53. do
54. echo $file
55. done | sort

57. #  上面的代码可以在目录名包含冒号(前一个允许包含空格)
58. #+ 的情况下仍旧正常工作。

只需要对上一个样例做一些小小的改动,就可以把在标准输出 stdout 中的循环 重定向 到文件中。

样例 11-12. 将目录中的所有符号链接保存到文件中。

1. #!/bin/bash
2. # symlinks.sh: 列出目录中的所有符号链接。

4. OUTFILE=symlinks.list

6. directory=${1-`pwd`}
7. # 如果没有特别指定,缺省目录为当前工作目录。

10. echo "symbolic links in directory \"$directory\"" > "$OUTFILE"
11. echo "---------------------------" >> "$OUTFILE"

13. for file in "$( find $directory -type 1 )"    # -type 1 = 符号链接
14. do
15. echo "$file"
16. done | sort >> "$OUTFILE"                     # 将 stdout 的循环结果
17. #           ^^^^^^^^^^^^^                       重定向到文件。

19. # echo "Output file = $OUTFILE"

21. exit $?

还有另外一种看起来非常像C语言中循环那样的语法。你需要使用到 双圆括号 语法。

样例 11-13. C语言风格的循环

1. #!/bin/bash
2. # 用多种方式数到10。

4. echo

6. # 基础版
7. for a in 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
8. do
9. echo -n "$a "
10. done

12. echo; echo

14. # +==========================================+

16. # 使用 "seq"
17. for a in `seq 10`
18. do
19. echo -n "$a "
20. done

22. echo; echo

24. # +==========================================+

26. # 使用大括号扩展语法
27. # Bash 3+ 版本有效。
28. for a in {1..10}
29. do
30. echo -n "$a "
31. done

33. echo; echo

35. # +==========================================+

37. # 现在用类似C语言的语法再实现一次。

39. LIMIT=10

41. for ((a=1; a <= LIMIT ; a++))  # 双圆括号语法,不带 $ 的 LIMIT
42. do
43. echo -n "$a "
44. done                           # 从 ksh93 中学习到的特性。

46. echo; echo

48. # +==========================================+

50. # 我们现在使用C语言中的逗号运算符来使得两个变量同时增加。

52. for ((a=1, b=1; a <= LIMIT ; a++, b++))
53. do  # 逗号连接操作。
54. echo -n "$a-$b "
55. done

57. echo; echo

59. exit 0

还可以查看 样例 27-16,样例 27-17 和 样例 A-6。

-—

接下来,我们将展示在真实环境中应用的循环。

样例 11-14. 在批处理模式下使用 efax

1. #!/bin/bash
2. # 传真(必须提前安装了 'efax' 模块)。

4. EXPECTED_ARGS=2
5. E_BADARGS=85
6. MODEM_PORT="/dev/ttyS2"   # 你的电脑可能会不一样。
7. #                ^^^^^       PCMCIA 调制解调卡缺省端口。

9. if [ $# -ne $EXPECTED_ARGS ]
10. # 检查是不是传入了适当数量的命令行参数。
11. then
12. echo "Usage: `basename $0` phone# text-file"
13. exit $E_BADARGS
14. fi

17. if [ ! -f "$2" ]
18. then
19. echo "File $2 is not a text file."
20. #     File 不是一个正常文件或者文件不存在。
21. exit $E_BADARGS
22. fi

25. fax make $2              # 根据文本文件创建传真格式文件。

27. for file in $(ls $2.0*)  # 连接转换后的文件。
28. # 在参数列表中使用通配符(文件名通配)。
29. do
30. fil="$fil $file"
31. done

33. efax -d "$MODEM_PORT"  -t "T$1" $fil   # 最后使用 efax。
34. # 如果上面一行执行失败,尝试添加 -o1。

37. #  S.C. 指出,上面的 for 循环可以被压缩为
38. #     efax -d /dev/ttyS2 -o1 -t "T$1" $2.0*
39. #+ 但是这并不是一个好主意。

41. exit $?   # efax 同时也会将诊断信息传递给标准输出。

note 关键字 do 和 done 圈定了 for 循环代码块的范围。但是在一些特殊的情况下,也可以被 大括号 取代。

``` 1. for((n=1; n<=10; n++)) 2. # 没有 do! 3. { 4. echo -n " $n " 5. } 6. # 没有 done!

  1. 输出:

  2. * 1 ** 2 ** 3 ** 4 ** 5 ** 6 ** 7 ** 8 ** 9 ** 10 *

  3. 并且 echo $? 返回 0,因此 Bash 并不认为这是一个错误。

  4. echo

  5. 但是注意在典型的 for 循环 for n in [list] ... 中,

  6. + 需要在结尾加一个分号。

  7. for n in 1 2 3

  8. { echo -n "$n "; }
  9. ^

  10. 感谢 Yongye 指出这一点。

    ```

while 循环

while 循环结构会在循环顶部检测循环条件,若循环条件为真( 退出状态 为0)则循环持续进行。与 for 循环 不同的是,while 循环是在不知道循环次数的情况下使用的。

1. while [ condition ]
2. do
3. command(s)...
4. done

在 while 循环结构中,你不仅可以使用像 if/test 中那样的 括号结构,也可以使用用途更广泛的 双括号结构(while [[ condition ]])。

就像在 for 循环中那样,将 do 和循环条件放在同一行时需要加一个分号。

while [ condition ] ; do

在 while 循环中,括号结构 并不是必须存在的。比如说 getopts 结构。

样例 11-15. 简单的 while 循环

1. #!/bin/bash

3. var0=0
4. LIMIT=10

6. while [ "$var0" -lt "$LIMIT" ]
7. #      ^                    ^
8. # 必须有空格,因为这是测试结构
9. do
10. echo -n "$var0 "        # -n 不会另起一行
11. #             ^           空格用来分开输出的数字。

13. var0=`expr $var0 + 1`   # var0=$(($var0+1))  效果相同。
14. # var0=$((var0 + 1)) 效果相同。
15. # let "var0 += 1"    效果相同。
16. done                      # 还有许多其他的方法也可以达到相同的效果。

18. echo

20. exit 0

样例 11-16. 另一个例子

1. #!/bin/bash

3. echo
4. # 等价于:
5. while [ "$var1" != "end" ]     # while test "$var1" != "end"
6. do
7. echo "Input variable #1 (end to exit) "
8. read var1                    # 不是 'read $var1' (为什么?)。
9. echo "variable #1 = $var1"   # 因为存在 "#",所以需要使用引号。
10. # 如果输入的是 "end",也将会在这里输出。
11. # 在结束本轮循环之前都不会再测试循环条件了。
12. echo
13. done

15. exit 0

一个 while 循环可以有多个测试条件,但只有最后的那一个条件决定了循环是否终止。这是一种你需要注意到的不同于其他循环的语法。

样例 11-17. 多条件 while 循环

1. #!/bin/bash

3. var1=unset
4. previous=$var1

6. while echo "previous-variable = $previous"
7. echo
8. previous=$var1
9. [ "$var1" != end ] # 记录下 $var1 之前的值。
10. # 在 while 循环中有4个条件,但只有最后的那个控制循环。
11. # 最后一个条件的退出状态才会被记录。
12. do
13. echo "Input variable #1 (end to exit) "
14. read var1
15. echo "variable #1 = $var1"
16. done

18. # 猜猜这是怎样实现的。
19. # 这是一个很小的技巧。

21. exit 0

就像 for 循环一样, while 循环也可以使用双圆括号结构写得像C语言那样(也可以查看样例 8-5)。

样例 11-18. C语言风格的 while 循环

1. #!/bin/bash
2. # wh-loopc.sh: 在 "while" 循环中计数到10。

4. LIMIT=10                 # 循环10次。
5. a=1

7. while [ "$a" -le $LIMIT ]
8. do
9. echo -n "$a "
10. let "a+=1"
11. done                     # 没什么好奇怪的吧。

13. echo; echo

15. # +==============================================+

17. # 现在我们用C语言风格再写一次。

19. ((a = 1))      # a=1
20. # 双圆括号结构允许像C语言一样在赋值语句中使用空格。

22. while (( a <= LIMIT ))   #  双圆括号结构,
23. do                       #+ 并且没有使用 "$"。
24. echo -n "$a "
25. ((a += 1))             # let "a+=1"
26. # 是的,就是这样。
27. # 双圆括号结构允许像C语言一样自增一个变量。
28. done

30. echo

32. # 这可以让C和Java程序猿感觉更加舒服。

34. exit 0

在测试部分,while 循环可以调用 函数。

1. t=0

3. condition ()
4. {
5. ((t++))

7. if [ $t -lt 5 ]
8. then
9. return 0  # true 真
10. else
11. return 1  # false 假
12. fi
13. }

15. while condition
16. #     ^^^^^^^^^
17. #     调用函数循环四次。
18. do
19. echo "Still going: t = $t"
20. done

22. # Still going: t = 1
23. # Still going: t = 2
24. # Still going: t = 3
25. # Still going: t = 4

和 if 测试 结构一样,while 循环也可以省略括号。

1. while condition 2. do 3. command(s) ... 4. done

在 while 循环中结合 read 命令,我们就得到了一个非常易于使用的 while read 结构。它可以用来读取和解析文件。

1. cat $filename |    # 从文件获得输入。
2. while read line    # 只要还有可以读入的行,循环就继续。
3. do
4. ...
5. done

7. # ==================== 摘自样例脚本 "sd.sh" =================== #

9. while read value   # 一次读入一个数据。
10. do
11. rt=$(echo "scale=$SC; $rt + $value" | bc)
12. (( ct++ ))
13. done

15. am=$(echo "scale=$SC; $rt / $ct" | bc)

17. echo $am; return $ct   # 这个功能“返回”了2个值。
18. # 注意:这个技巧在 $ct > 255 的情况下会失效。
19. # 如果要操作更大的数字,注释掉上面的 "return $ct" 就可以了。
20. } <"$datafile"   # 传入数据文件。

note 在 while 循环后面可以通过 < 将标准输入 重定位到文件 中。 while 循环同样可以 通过管道 传入标准输入中。

until

与 while 循环相反,until 循环测试其顶部的循环条件,直到其中的条件为真时停止。

1. until [ condition-is-true ]
2. do
3. commands(s)...
4. done

注意到,跟其他的一些编程语言不同,until 循环的测试条件在循环顶部。

就像在 for 循环中那样,将 do 和循环条件放在同一行时需要加一个分号。

until[ condition-is-true ] ; do

样例 11-19. until 循环

1. #!/bin/bash

3. END_CONDITION=end

5. until [ "$var1" = "$END_CONDITION" ]
6. # 在循环顶部测试条件。
7. do
8. echo "Input variable #1 "
9. echo "($END_CONDITION to exit)"
10. read var1
11. echo "variable #1 = $var1"
12. echo
13. done

15. #                ---                   #

17. #  就像 "for" 和 "while" 循环一样,
18. #+ "until" 循环也可以写的像C语言一样。

20. LIMIT=10
21. var=0

23. until (( var > LIMIT ))
24. do  # ^^ ^     ^     ^^   没有方括号,没有 $ 前缀。
25. echo -n "$var "
26. (( var++ ))
27. done    # 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

30. exit 0

如何在 for,while 和 until 之间做出选择?我们知道在C语言中,在已知循环次数的情况下更加倾向于使用 for 循环。但是在Bash中情况可能更加复杂一些。Bash中的 for 循环相比起其他语言来说,结构更加松散,使用更加灵活。因此使用你认为最简单的就好。