【Linux入门】shell基础篇——if、case、与for循环

if的条件分支

在Shell脚本中，if语句用于根据条件表达式的结果来执行不同的代码块。if语句可以包含多个条件分支，包括else if（或写作elif）和else。

基本if语句

if [ 条件表达式 ]; then# 如果条件为真，则执行这里的命令echo "条件为真"
fi

包含else的if语句

if [ 条件表达式 ]; then# 如果条件为真，则执行这里的命令echo "条件为真"
else# 如果条件为假，则执行这里的命令echo "条件为假"
fi

包含else if（或elif）的if语句

if [ 条件表达式1 ]; then# 如果条件1为真，则执行这里的命令echo "条件1为真"
elif [ 条件表达式2 ]; then# 如果条件1为假但条件2为真，则执行这里的命令echo "条件2为真"
else# 如果所有条件都为假，则执行这里的命令echo "所有条件都为假"
fi

注意

• 条件表达式需要用方括号[]包围，并且方括号和表达式之间必须有空格。
• 在Shell中，常见的条件测试包括文件测试（如-f表示文件存在且为普通文件）、字符串测试（如=、!=用于字符串比较）和数值测试（如-eq、-ne、-gt、-ge、-lt、-le分别用于等于、不等于、大于、大于等于、小于、小于等于的比较）。
• 在Shell脚本中，then、elif、else和fi是关键字，用于控制if语句的流程。

示例

#!/bin/bash# 检查文件是否存在
if [ -f /path/to/your/file.txt ]; thenecho "文件存在"
elif [ -d /path/to/your/directory ]; thenecho "目录存在但文件不存在"
elseecho "文件或目录都不存在"
fi

在这个示例中，脚本首先检查一个文件是否存在。如果文件存在，它会输出“文件存在”。如果文件不存在，它会检查一个目录是否存在。如果目录存在，它会输出“目录存在但文件不存在”。如果两者都不存在，它会输出“文件或目录都不存在”。

if的嵌套使用

#!/bin/bash# 假设这是用户输入的性别编号和成绩
read -p "请输入性别编号（1为男生，2为女生）：" gender
read -p "请输入成绩（0~10）：" score# 第一个if语句检查性别
if [ $gender -eq 1 ]; then# 男生if [ $score -ge 0 -a $score -le 5 ]; thenecho "该男学员不合格"elif [ $score -ge 6 -a $score -le 7 ]; thenecho "该男学员合格"elif [ $score -ge 8 -a $score -le 10 ]; thenecho "该男学员很优秀"elseecho "成绩输入错误，男生的成绩应该在0到10之间。"fi
elif [ $gender -eq 2 ]; then# 女生if [ $score -ge 0 -a $score -le 6 ]; thenecho "该女学员不合格"elif [ $score -ge 7 -a $score -le 8 ]; thenecho "该女学员合格"elif [ $score -ge 9 -a $score -le 10 ]; thenecho "该女学员很优秀"elseecho "成绩输入错误，女生的成绩应该在0到10之间。"fi
else# 性别输入错误echo "性别编号输入错误，请输入1（男生）或2（女生）。"
fi

在这个例子中，有两个嵌套的if语句：

1. 外层的if语句检查用户输入的性别编号是否为1（男生）或2（女生）。
2. 对于每个性别，内层的if语句检查成绩并根据成绩给出评价。
   如果性别编号不是1也不是2，外层的if语句将执行else部分，并输出性别编号输入错误的消息。
   对于每个性别，如果成绩不在预期的范围内，内层的if语句将执行else部分，并输出成绩输入错误的消息。

case

在Shell脚本中，case语句是一种多路分支语句，它允许脚本根据变量的值来执行不同的代码块。这种方式比多个嵌套的if-elif-else语句更简洁、更易于理解。

case语句的基本语法：

case 变量 in模式1)# 如果变量匹配模式1，则执行这里的命令;;模式2)# 如果变量匹配模式2，则执行这里的命令;;...*)# 默认模式，如果没有任何模式匹配，则执行这里的命令;;
esac

这里的esac是case语句的结束标记，类似于if语句的fi。

示例

#!/bin/bash# 读取用户输入的星期几
read -p "请输入星期几（1-7）：" daycase $day in1)echo "今天是星期一";;2)echo "今天是星期二";;3)echo "今天是星期三";;4)echo "今天是星期四";;5)echo "今天是星期五";;6)echo "今天是星期六";;7)echo "今天是星期日";;*)echo "无效的输入，请输入1到7之间的数字";;
esac

在case语句中，每个模式后面可以跟一个或多个模式匹配符，用于扩展模式匹配的能力。但是，在简单的使用场景中，通常不需要这些高级功能。

注意，在case语句中，每个;;表示一个模式块的结束。如果某个模式块中的命令不需要立即结束（即，你想在同一个模式块中执行多个命令），你可以简单地将这些命令依次写在该模式块中，而不需要在每个命令后面都加上;（尽管加上也无妨）。但是，模式块之间的分隔是必须的，以确保Shell能够正确地区分不同的模式块。

此外，case语句中的模式匹配是区分大小写的，这意味着1和1（虽然在这里它们看起来一样）会被视为相同的模式，但1和One则会被视为不同的模式。如果你需要进行不区分大小写的匹配，你可能需要使用外部命令（如tr、awk等）来转换变量和模式的大小写，或者在case语句中使用通配符（尽管这通常不是进行不区分大小写匹配的最佳方法）。

使用if语句结合case

在某些情况下，你可能不需要完整的 case 嵌套，而是可以简单地使用 if 语句来结合多个条件。这虽然不是 case 的嵌套，但可以达到类似的效果。

#!/bin/bashread -p "Enter a number (1-3): " numberif [ $number -eq 1 ]; thenread -p "Enter a letter (a-c): " lettercase $letter ina)echo "Number 1 and letter a";;b)echo "Number 1 and letter b";;c)# 这里可以模拟另一个“嵌套”的case，但实际上只是另一个caseecho "Number 1 and letter c, entering another 'case' like scenario"read -p "Sub-option (x-z): " sub_optioncase $sub_option inx)echo "Sub-option x";;y)echo "Sub-option y";;z)echo "Sub-option z";;*)echo "Invalid sub-option";;esac;;*)echo "Invalid letter for number 1";;esac
elif [ $number -eq 2 ]; thenecho "Number 2 selected"
elif [ $number -eq 3 ]; thenecho "Number 3 selected"
elseecho "Invalid number"
fi

在这个例子中，并没有真正嵌套 case 语句，而是在第一个 case 语句的一个分支内使用了另一个 case 语句来模拟更复杂的决策流程。在Shell脚本中，通常通过函数、循环和条件语句（如 if 和 case）的组合来实现复杂的逻辑。

for循环

在Bash（以及许多其他Shell）中，for循环有几种不同的格式，但主要可以归纳为两大类：基于列表的for循环和C语言风格的for循环。

for循环的基本格式

1. 基于列表的for循环

这种for循环遍历一个由空格分隔的列表（或数组）中的每个元素。
基本格式：

for variable（←变量名） in list（←范围）
do（←开始）#（执行内容：若满足循环则作什么动作）command1command2...
done（←结束）

• variable：在每次迭代中，列表中的一个元素会被赋值给这个变量。
• list：一个由空格分隔的元素列表，或者是一个命令的替换结果（即命令的输出），或者是一个数组。
• do ... done：循环体，即每次迭代时要执行的命令序列。

示例：

for i in 1 2 3 4 5
doecho "Number $i"
done

或者使用序列扩展（Bash 4.0及以上）：

for i in {1..5}
doecho "Number $i"
done

遍历当前目录下的所有.txt文件：

for file in *.txt
doecho "Processing $file"
done

2. C语言风格的for循环

这种for循环提供了更复杂的迭代控制，类似于C语言中的for循环。
基本格式：

for (( initialization; condition; step ))
#即：((表达式1（定义、赋值）；表达式2（是否循环、退出条件）；表达式3（决定循环变量如何改变、何时结束）))
docommand1command2...
done

• initialization：在循环开始前执行的初始化表达式。
• condition：在每次迭代开始前评估的条件表达式。如果条件为真（即非零），则执行循环体；如果为假（即零），则退出循环。
• step：在每次迭代结束时执行的更新表达式。
• do ... done：循环体，即条件为真时执行的命令序列。

示例：

for (( i=1; i<=5; i++ ))
doecho "Number $i"
done

这个循环会打印从1到5的数字。

注意

• Bash中的for循环是区分大小写的。
• 在使用基于列表的for循环时，如果列表中的元素包含空格或特殊字符（如换行符、引号等），可能需要采取额外的措施来正确处理这些元素（例如，使用find ... -print0与read -d ''的组合）。
• C语言风格的for循环是Bash的一个扩展特性，可能在非Bash的Shell中不可用或行为不同。然而，它在Bash脚本中非常有用，特别是当需要执行复杂的数学计算或需要更精细地控制迭代过程时。

其他循环

基于文件的for循环

这种循环结构用于遍历一个目录中的所有文件。

for file in /path/to/directory/*; docommand
done

其中，file是循环变量，/path/to/directory/*是目录路径。
示例：

for file in /home/user/documents/*; doecho "file is $file"
done

输出：

file is /home/user/documents/1.txt
file is /home/user/documents/2.txt
file is /home/user/documents/3.txt

死循环

在Shell脚本中，可以通过设置一个永远为真的条件来创建一个死循环。以下是一个简单示例：

for (( ; ; )); doecho "这是一个死循环"
done

在这个示例中，for循环的条件部分为空，表示永远为真。因此，循环将无限次执行，直到手动停止脚本。
为了防止死循环导致系统资源耗尽，可以在循环体内添加一些条件判断，以便在满足特定条件时退出循环。例如：

count=0
for (( ; ; )); doecho "这是一个死循环"count=$((count + 1))if [ $count -ge 10 ]; thenbreak}
done

在这个示例中，我们使用一个计数器变量count来记录循环执行的次数。当count达到10时，使用break命令退出循环。
死循环可能会导致系统资源耗尽，因此在实际应用中应尽量避免使用死循环。

常用转义符

在Shell脚本中，除了常见的转义字符如反斜杠（\）、单引号（'）、双引号（"）等，还有许多其他特殊字符的转义用法。这些特殊字符在Shell中具有特定的含义，但通过使用转义符（主要是反斜杠\），可以改变它们的解释方式，使它们被当作普通字符处理。

1. 变量替换和命令替换相关字符：
   • $：用于变量替换。如果需要在字符串中直接使用$字符，需要对其进行转义，如\$。
   • `（反引号）或$()：用于命令替换。但在现代Shell脚本中，更推荐使用$()来进行命令替换，因为它更易读且支持嵌套。如果需要在字符串中直接使用反引号，也需要进行转义，但通常建议使用单引号或双引号加转义的方式来实现。
2. 通配符和文件名扩展相关字符：
   • *：通配符，匹配任意数量的字符（包括零个字符）。如果需要在字符串中直接使用*字符，需要对其进行转义，如\*。
   • ?：通配符，匹配任意单个字符。同样，如果需要在字符串中直接使用?字符，也需要进行转义，如\?。
   • [ ]：字符类匹配。用于匹配方括号内的任意单个字符。如果需要在字符串中直接使用方括号，特别是当它们用作字符类的边界时，可能需要进行转义，如\[和\]。
3. 控制字符：
   • \b：转义后相当于按退格键（backspace），但前提是"\b"后面存在字符；“\b"表示删除前一个字符，”\b\b"表示删除前两个字符。
   • \c：不换行输出，在"\c"后面不存在字符的情况下，作用相当于 echo -n； 但是当"\c"后面仍然存在字符时，"\c"后面的字符将不会被输出。
   • \n：换行，被输出的字符从"\n"处开始另起一行。
   • \f：换行，但是换行后的新行的开头位置连接着上一行的行尾。
   • \v：与\f相同。
   • \t：转以后表示插入tab，即横向制表符（tab）。
   • \\ 表示插入"\"本身；
   • \r 光标移至行首，但不换行，相当于使用"\r"以后的字符覆盖"\r"之前同等长度的字符；但是当"\r"后面不存在任何字符时，"\r"前面的字符不会被覆盖
4. 其他特殊字符：
   • &：在后台运行命令。如果需要在字符串中直接使用&字符，并且不希望它被解释为后台运行的指示符，需要对其进行转义，如\&。
   • |：管道符。用于将一个命令的输出作为另一个命令的输入。如果需要在字符串中直接使用|字符，并且不希望它被解释为管道符，也需要进行转义，如\|。
   • ;：命令分隔符。用于在同一行中分隔多个命令。如果需要在字符串中直接使用;字符，并且不希望它被解释为命令分隔符，需要进行转义，如\;。
   • \（反斜杠本身）：在需要输出反斜杠字符时，需要使用两个反斜杠来表示一个反斜杠字符，即\\。

需要注意的是，转义字符\只对紧跟其后的单个字符起作用。如果需要转义多个字符，需要为每个字符分别添加\。此外，在某些上下文中（如正则表达式中），转义字符的用法可能有所不同，需要根据具体情况进行处理。

示例

从1到100所有整数的偶数和与奇数和

#!/bin/bashnum1=0                                   # 偶数和的初始值
num2=0                                   # 奇数和的初始值for i in {1..100}
doif [ $((i % 2)) -eq 0 ]; then          # 判断i是否是偶数，注意这里使用$(( ))进行算术运算num1=$((num1+i))                     # 如果是偶数，则加到偶数和中elsenum2=$((num2+i))                     # 如果是奇数，则加到奇数和中fi
doneecho "1 到 100 中所有偶数的和为：$num1"
echo "1 到 100 中所有奇数的和为：$num2"

注意：

1. 算术表达式：在bash中，$(( ))用于进行算术运算。在if语句的条件中使用了$((i % 2))来判断i是否为偶数。同时，在更新num1和num2时，也使用了$(( ))来进行加法运算。
2. 条件判断：[ $((i % 2)) -eq 0 ]是一个条件表达式，其中-eq是等于（equal）的意思。注意[后面和]前面的空格是必须的，这是bash语法的要求。
3. 循环范围：for i in {1..100}正确地遍历了从1到100的所有整数。

关于 continue、break 和 exit

continue

continue 用于跳过当前循环的剩余部分，并立即开始下一次循环。它不会终止整个循环，只会跳过当前迭代。

示例：

for i in {1..5}
doif [ $i -eq 3 ]thencontinuefiecho "$i"
done

输出：

1
2
4
5

在嵌套循环中，continue [数字] 可以跳过指定层数的循环。例如：

for i in {1..10}
doif [ $i -eq 5 ]thencontinue 2fiecho "i=$i"
done

break

break 用于立即终止当前循环，并继续执行循环后面的代码。它可以带一个数字参数，表示要跳出的循环层数。

示例：

for i in {1..10}
doif [ $i -eq 5 ]thenbreakfiecho "$i"
done

输出：

1
2
3
4

在嵌套循环中，break [数字] 可以跳出指定层数的循环。例如：

for j in {1..3}
dofor i in {1..5}doif [ $i -eq 2 ]thenbreak 2fiecho "$i"done
done

输出：

1
3

exit

exit 命令用于立即终止整个脚本的执行。当 exit 被执行时，脚本会立即停止运行，不再执行后续的任何代码。

示例：

#!/bin/bash
for j in {1..3}
dofor i in {1..5}doif [ $i -eq 3 ]thenexitfiecho "$i"done
done

输出：

1
2

总结：

• continue 用于跳过当前循环的剩余部分，并立即开始下一次循环。
• break 用于立即终止当前循环，并继续执行循环后面的代码。
• exit 用于立即终止整个脚本的执行。
• continue [数字] 和 break [数字] 可以用于嵌套循环中，分别跳过或终止指定层数的循环。

set -x 和 set +x

• set -x：开启调试模式，会在命令执行前打印出要执行的命令。
• set +x：关闭调试模式，不再打印要执行的命令。

99乘法表

1. 第一步：打印一行9个星号。

#!/bin/bash
for i in {1..9}
doecho -n "*"
done
echo

2. 第二步：打印一个9行9列的星号正方形。

#!/bin/bash
for i in {1..9}
dofor j in {1..9}doecho -n "*"doneecho
done

3. 第三步：将星号正方形斜砍一半形成99乘法表的基本格式。

#!/bin/bash
for i in {1..9}
dofor ((j=1; j<=i; j++))doecho -n "*"doneecho
done

4. 第四步：将星号99乘法表格式用乘法算式替换。

#!/bin/bash
for i in {1..9}
dofor ((j=1; j<=i; j++))doecho -ne "$i*$j=$[ $i*$j ]\t"doneecho
done

倒等腰三角形

for ((i=5; i>=1; i--))
dofor ((j=1; j<=i; j++))doecho -n "* "doneecho
done

总结

• 使用 set -x 和 set +x 可以方便地开启和关闭调试模式。
• 循环脚本实例展示了如何使用嵌套循环来生成99乘法表和倒等腰三角形。
• 在编写循环脚本时，注意循环变量和条件语句的正确使用，以确保脚本的正确性和可读性。

其他有趣的实例

1. 循环ping测试某个网段网络连通性

#!/bin/bash
read -p "请输入需要测试的网段，格式为(192.168.233.)：" ip # 读取用户输入内容为变量ip
for i in {1..254} # for循环254次，从i=1开始
do
{ping -c 2 -W 2 $ip$i &>/dev/null # 指定ping包为2个超时结束时间为2秒且将产生的内容全部放入null垃圾桶中，&符号表示错误输出也放入null中if [ $? -eq 0 ] # if条件判断如果上一个循环执行的命令是正确的则$？返回0，若等于0执行then的内容thenecho "$ip$i is online" # if条件成立执行打印echo $ip$i >> host.txt # 将if条件成立的ip追加到host.txt文件中elseecho "$ip$i is offline" # if添加判断不成立执行打印fi
}& # 将循环成立的内容放入后台执行
done
wait # 执行结束不等待直接退出

2. Shell 计算器

#!/bin/bash
while true
doread -p "请输入第一个整数：" num1read -p "请输入运算符：加（+）；减（-）；乘(*)；除（/）；求余（%）：" fhread -p "请输入第二个整数：" num2case $fh in"+")echo "结果为：$(($num1 + $num2))";;"-")echo "结果为：$(($num1 - $num2))";;"*")echo "结果为：$(($num1 * $num2))";;"/")echo "结果为：$(($num1 / $num2))";;"%")echo "结果为：$(($num1 % $num2))";;*)echo "输入有误！";;esac
done

3. 猜数字游戏

#!/bin/bash
num=$((RANDOM%100+1)) # $[RANDOM]是一个0-32767的随机数，%100+1除100取余+1表示生成1-100随机数
time=0 # 定义猜对次数变量time初始值为0
while true # 生成while死循环
dolet time++ # 每循环一次time变量自加1read -p "请输入您猜测的数字，范围(1-100)：" user # 读取用户输入的内容为变量userif [ $user -eq $num ] # 条件判断分支1，如果用户输入等于随机生成执行then动作then echo "您猜对了，您一共猜测了$time次" # if分支1条件成立执行输出break # if分支1条件成立则结束本次循环elif [ $user -gt $num ] # 条件判断分支2，如果用户输入大于随机生成执行本次then动作thenecho "您猜大了，请往小猜" # 条件判断分支2成立提示用户猜大了elif [ $user -lt $num ] # 条件判断分支3，如果用户输入小于随机生成执行本次then动作then echo "您猜小了，请往大猜" # 条件判断分支3成立提示用户猜小了fi # if语句结束
done

4. 购物脚本

#!/bin/bash
sum=0
while true # 创建无限循环的一种简写
doecho "1、衣服：500元"echo "2、裤子：400元"echo "3、鞋子：300元"echo "4、帽子：150元"echo "5、袜子：50元"read -p "请选择您想要购买的商品：" acase $a in1)echo "您已购买了衣服500元"sum=$((sum+500));;2)echo "您已购买了裤子400元"sum=$((sum+400));;3)echo "您已购买了鞋子300元"sum=$((sum+300));;4)echo "您已购买了帽子150元"sum=$((sum+150));;5)echo "您已购买了袜子50元"sum=$((sum+50));;*)echo "欢迎下次光临，您本次消费共计$sum元"break;;esacread -p "您选择继续购物还是结算购物车？（y/n）" bif [ $b = y ] ; thencontinueelif [ $b = n ] ; thenecho "欢迎下次光临，您本次购物共计消费$sum元"breakelseecho "请您正确输入"fi
done