shell脚本中的结构化命令(if-then-else、case、for、while、until) 脚本中的循环控制

1、结构化命令
上一次我们学习了shell脚本的一些基础知识，包括环境变量、重定向、数学运算、退出脚本的方式等，想了解的可以戳这个: shell脚本基础
之前，在我们的示例shell脚本里，shell按照命令在脚本中出现的顺序依次进行处理。然而有时候，我们需要对shell脚本中的命令施加一些逻辑流程控制。有一类命令会根据条件使脚本跳过某些命令。这样的命令通常称为结构化命令，它允许我们改变程序执行的顺序。下面，我们学习一下常见的结构化命令 :
2、if-then语句
一般格式如下 :

if command
then commands
fi

bash shell的if语句会运行if后面的那个命令。如果该命令的退出状态码是0即该命令成功运行，位于then部分的命令就会被执行。如果该命令的退出状态码是其他值，then部分的命令就不会被执行，bash shell会继续执行脚本中的下一个命令。fi语句用来表示if-then语句到此结束。
示例 : 判断用户名当前是否在系统上使用，如果有用户使用了那个登录名，脚本会显示一些文本信息并列出该用户HOME目录的bash文件。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
# testing if-then
username=Miya
if grep $username /etc/passwd
thenecho "$username exits!"ls -a /home/$username/.b*
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Miya:x:1026:1026::/home/Miya:/bin/bash
Miya exits!
/home/Miya/.bash_logout  /home/Miya/.bash_profile  /home/Miya/.bashrc

在if-then语句中，不管命令是否成功执行，你都只有一种选择。如果命令返回一个非零退出状态码，bash shell会继续执行脚本中的下一条命令。当这种情况出现时，如果我们想执行另一组命令怎么办， if-then-else语句可以做到。

3、if-then-else语句

if command
then commands
else commands
fi

当if语句中的命令返回退出状态码0时，then部分中的命令会被执行。当if语句中的命令返回非零退出状态码时，bash shell会执行else部分中的命令。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
# testing if-then
username=$1
if grep $username /etc/passwd
thenecho "$username exits!"ls -a /home/$username/.b*
elseecho "$username is not exits !"
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh Miya
Miya:x:1026:1026::/home/Miya:/bin/bash
Miya exits!
/home/Miya/.bash_logout  /home/Miya/.bash_profile  /home/Miya/.bashrc[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh haha
haha is not exits !

如果我们需要多次判断，可以采用嵌套if-then语句，但其实我们有更便于理解和使用的方法:

if command1
then commands
elif command2
then more commands
fi

elif语句行提供了另一个要测试的命令，这类似于原始的if语句行。如果elif后命令的退出状态码是0，则bash会执行第二个then语句部分的命令。
示例 : 判断存在某个用户名以及该用户的目录是否存在。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#userdel Miya     //删除了Miya用户
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#grep Miya /etc/passwd
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#ls /home/* | grep Miya          //家目录依旧存在
/home/Miya:[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
# testing if-then
username=$1
if grep $username /etc/passwd
thenecho "$username exits!"ls -a /home/$username/.b*
elif    ls -d /home/$username
thenecho -n "$username is not exits!"echo " But $username has directory!"
elseecho "$username is not exits and doesn't have directory!"
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh root
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
operator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin
root exits!
ls: cannot access /home/root/.b*: No such file or directory
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh Miya
/home/Miya
Miya is not exits! But Miya has directory!
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh haha
ls: cannot access /home/haha: No such file or directory
haha is not exits and doesn't have directory!

需要注意的是，运行if语句中的命令所生成的消息依然会显示在脚本的输出中。有时我们可能不想看到信息，或者我们不想在脚本输出中显示一些错误消息，这个时候我们就需要将脚本的输出重定向到Linux系统的不同位置，这里大致做个演示，具体参考链接 : shell脚本的输入输出和重定向

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
# testing if-then
username=$1
if grep $username /etc/passwd > /dev/null
thenecho "$username exits!"ls -a /home/$username/.b* 2> /dev/null      //标准错误重定向到/dev/null，这是一个特殊的设备文件，它丢弃一切写入其中的数据
elif    ls -d /home/$username   2> /dev/null
thenecho -n "$username is not exits!"echo " But $username has directory!"
elseecho "$username is not exits and doesn't have directory!"
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh root
root exits!
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh Miya
/home/Miya
Miya is not exits! But Miya has directory!
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh haha
haha is not exits and doesn't have directory!

4、if条件测试
到目前为止，在if语句中看到的都是普通shell命令。为了能测试命令退出状态码之外的条件，bash shell提供了另一种条件测试方法 :

if [ condition ]         //方括号定义了测试条件。
then commands
fi

注意，第一个方括号之后和第二个方括号之前必须加上一个空格，否则就会报错。
可以判断三类条件：数值、字符串、文件

(1)数值比较

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
var1=7
var2=10
if [ $var1 -gt 5 ]
thenecho "$var1 is bigger than 5!"
fi
if [ $var1 -eq $var2 ]
thenecho "The values are equal!"
elseecho "The values are different!"
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
7 is bigger than 5!
The values are different!

当条件测试涉及浮点数时会出错:

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
var1=7.77
echo "The value is $var1!"
if [ $var1 -gt 5 ]
thenecho "The $var1 is bigger than 5!"
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
The value is 7.77!
test.sh: line 4: [: 7.77: integer expression expected

(2)字符串比较

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
testuser=root
if [ $USER = $testuser ]
thenecho "Welcome $testuser!"
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Welcome root!

判断字符串是否相等很显而易见，但是判断字符串大小时要格外注意:

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
string1=asdfg
string2=hjk
if [ $string1 > $string2 ]
thenecho "$string1 is more than $string2!"
elseecho "$string1 is less than $string2"
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
asdfg is more than hjk!
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#ll hjk
-rw-r--r--. 1 root root 0 Jul 31 12:09 hjk

这个脚本中用了大于号，没有出现错误，但结果是错的。脚本把大于号解释成了输出重定向。因此，它创建了一个名为hjk的文件。由于重定向的顺利完成，if语句便以为所有命令都成功结束了，于是输出了then语句中内容。正确格式如下 :

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
string1=asdfg
string2=hjk
if [ $string1 \> $string2 ]
thenecho "$string1 is more than $string2!"
elseecho "$string1 is less than $string2"
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
asdfg is less than hjk

此外，比较测试中使用的是标准的ASCII顺序，根据每个字符的ASCII数值来决定排序结果，大写字母被认为是小于小写字母的。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
string1=Test
string2=test
if [ $string1 \> $string2 ]
thenecho "$string1 is more than $string2!"
elseecho "$string1 is less than $string2"
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Test is less than test

(3)文件比较

if-then语句还允许使用布尔逻辑来组合测试，逻辑与和逻辑或 :
 [ condition1 ] && [ condition2 ]
 [ condition1 ] || [ condition2 ]

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
if [ -d $HOME ] && [ -w $HOME/test ]
thenecho "$HOME/test exits and you can write"
elseecho "You cannot write to $HOME/test "
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
You cannot write to /root/test
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#touch /root/test
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
/root/test exits and you can write

(4)if-then的高级特性
双括号命令允许你在比较过程中使用高级数学表达式。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
var1=10
if (( $var1 ** 2 > 90))      //双括号中表达式里的大于号也不需要转义
then(( var2 = $var1 ** 2))echo "The square of $var1 is $var2"
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
The square of 10 is 100

双方括号命令提供了针对字符串比较的高级特性。在模式匹配中，可以定义一个正则表达式来匹配字符串值。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
if [[ $USER == r* ]]
thenecho "Welcome $USER!"
fi[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Welcome root!

5、case语句

case variable in
pattern1 | pattern2) commands1;;
pattern3) commands2;;
*) default commands;;
esac

case命令会将指定的变量与不同模式进行比较。如果变量和模式是匹配的，那么shell会执行为该模式指定的命令。可以通过竖线操作符在一行中分隔出多个模式模式。星号会捕获所有与已知模式不匹配的值。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
pet=$1
case $pet in
dog|cat)echo $pet is lovely;;
pig)echo $pet is fat;;
*)echo error;;
esac[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh dog
dog is lovely
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh duck
error

6、for语句

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。for命令最基本的用法就是遍历for命令自身所定义的一系列值。
示例: 需要注意的有两处，系列值中包含空格的要用双引号(" ")，包含单引号的需要转义或者用双引号。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
for list in Beijing Tokyo "Los Angeles" Xi\'an   //注意空格和单引号
doecho "Next station is $list"
done
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Next station is Beijing
Next station is Tokyo
Next station is Los Angeles
Next station is Xi'an

还要提到的一点是，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会将下列空格、制表符、换行符当作字段分隔符。我们也可以在shell脚本中临时更改IFS值来限制被bash shell当作字段分隔符的字符。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat states
Beijing Tokyo Florida Alaska
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
# reading values from a file
file="states"
IFS=$'\n'        //指定分隔符为换行符
for state in $(cat $file)
doecho "Visit beautiful $state"
done
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Visit beautiful Beijing Tokyo Florida Alaska[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat states
Beijing
Tokyo
Florida
Alaska
Los Angeles
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Visit beautiful Beijing
Visit beautiful Tokyo
Visit beautiful Florida
Visit beautiful Alaska
Visit beautiful Los Angeles     //不会在空格处分割

示例: 循环输出1~10，步长为3

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
for NUM in `seq 1 3 10`       \\seq设置1~10，步长为3，不写时默认为1
doecho $NUM
done
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
1
4
7
10[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
for ((NUM=1;NUM<=10;NUM+=3))     //C语言风格的for语句,作用相同
doecho $NUM
done
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
1
4
7
10

7、while语句

while test command
do
other commands
done

只要test command测试条件成立，定义的测试命令返回的是退出状态码0，while命令就会不停地循环执行定义好的命令。while中的测试和我们前面在if-then中说到的格式相同，不再赘述。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
var=5
while [ $var -gt 0 ]
doecho $varvar=$[$var - 1]
done
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
5
4
3
2
1

8、until语句
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。

until test commands
do
other commands
done

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
var=5
until [ $var -eq 0 ]
doecho $varvar=$[$var - 1]
done
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
5
4
3
2
1

当然，我们也可以将前面学到的语句嵌套使用，下面我们演示一下，值得注意的是，尽管两个循环的do和done命令没有任何差别，bash shell仍知道当第一个done命令执行时是指内部循环而非外部循环。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
var1=5
while [ $var1 -gt 0 ]
doecho "Out: $var1"for((var2=1;var2<3;var2++))dovar3=$[ $var1 * $var2 ]echo "  $var3 = $var1 * $var2"donevar1=$[$var1-1]
done
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Out: 55 = 5 * 110 = 5 * 2
Out: 44 = 4 * 18 = 4 * 2
Out: 33 = 3 * 16 = 3 * 2
Out: 22 = 2 * 14 = 2 * 2
Out: 11 = 1 * 12 = 1 * 2

9、循环控制
(1)break
break命令是退出循环的一个简单方法。可以用break命令来退出任意类型的循环。
示例1: 跳出单个循环

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
for ((num=1;num<10;num++))
doif [ $num -eq 5 ]thenbreakfiecho "Number is $num"
doneecho "The loop is completed"
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Number is 1
Number is 2
Number is 3
Number is 4
The loop is completed

示例2: 跳出内部循环

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
for ((a=1;a<3;a++))
doecho "Out loop: $a"for((b=1;b<10;b++))doif [ $b -eq 5 ]thenbreakfiecho "  Int loop: $b"done
done
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Out loop: 1Int loop: 1Int loop: 2Int loop: 3Int loop: 4
Out loop: 2Int loop: 1Int loop: 2Int loop: 3Int loop: 4

示例3: 跳出外部循环
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。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Out loop: 1Int loop: 1Int loop: 2Int loop: 3Int loop: 4
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
for ((a=1;a<3;a++))
doecho "Out loop: $a"for((b=1;b<10;b++))doif [ $b -eq 5 ]thenbreak 2fiecho "  Int loop: $b"done
done
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Out loop: 1Int loop: 1Int loop: 2Int loop: 3Int loop: 4

当shell执行了break命令后，外部循环就停止了。

(2)continue
continue命令可以提前中止某次循环中的命令，但与break不同的是，它并不会完全终止整个循环。

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
for ((a=1;a<3;a++))
doecho "Out loop: $a"for((b=1;b<10;b++))doif [ $b -eq 5 ]thencontinuefiecho "  Int loop: $b"done
done
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh
Out loop: 1Int loop: 1Int loop: 2Int loop: 3Int loop: 4Int loop: 6Int loop: 7Int loop: 8Int loop: 9
Out loop: 2Int loop: 1Int loop: 2Int loop: 3Int loop: 4Int loop: 6Int loop: 7Int loop: 8Int loop: 9

通过上面例子的输出我们可以看到，当if中的条件满足(即b=5)，shell执行continue命令，跳出本次循环，不再执行本次循环中后面剩下的命令，但整个循环会继续。

同样，continue命令也接受单个命令行参数值：continue n
和break n相同，n指定了要跳出的循环层级。默认为1，跳出当前循环。

需要特别注意的是在while和until中使用continue，我们看个例子:

[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#cat test.sh
#!/bin/bash
var1=0
while   echo "Out number: $var1"[ $var1 -lt 10 ]
doif [ $var1 -gt 5 ] && [ $var1 -lt 7 ]thencontinuefiecho "  Int number: $var1"var1=$[ $var1 +1 ]
done
[root@relay3.mobvista.com:101.251.254.6 shell]#sh test.sh | more
Out number: 0Int number: 0
Out number: 1Int number: 1
Out number: 2Int number: 2
Out number: 3Int number: 3
Out number: 4Int number: 4
Out number: 5Int number: 5
Out number: 6
Out number: 6
Out number: 6
Out number: 6
Out number: 6
Out number: 6
... ...

在if-then的条件成立之前，一切正常，但当var1=6时，满足if-then条件，然后shell执行了continue命令。当shell执行continue命令时，它会跳过while循环中余下的命令。但是被跳过的部分正是$var1计数变量增值的地方，而这个变量又被用于while测试命令中。这个变量的值不会再变化了，从而产生了错误。

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