中级篇
一、结构化命令
在基础篇的示例中，Shell 大多数情况下都以顺序的方式依次执行脚本中的每一条指令。
但是在实际情况中，很多程序都需要对脚本中命令的逻辑流进行控制。即根据某些条件和状态完成判断，再决定其后的程序该以怎样的规则执行。
Shell 脚本支持一部分结构化指令，如 if-then、case 等，用于修改程序的执行流程。
1. if-then
最基本的结构化语句即 if-then，其格式如下：
if command
then
commands
fi
Bash Shell 中的 if-then 语句和其他编程语言中的类似语句稍有些不同，其作用如下：
- 首先执行
if后面跟随的命令command - 如果该命令
command的结束状态（exit status）为 0（即该命令执行成功），则then后面的命令依次被执行 - 如果该命令
command的结束状态为任何非 0 的值（该命令非正常退出），则不执行then后面的命令，Bash Shell 移动到脚本中的下一条命令（即fi后面的内容）
如下面的两个示例：
$ cat if1.sh
#!/bin/bash
if pwd
then
echo "It worked"
fi
echo "We are outside the if statement"
$ ./if1.sh
/Users/starky/program/scripts/shell
It worked
We are outside the if statement
$ cat if2.sh
#!/bin/bash
if IamNotaCommand
then
echo "It worked"
fi
echo "We are outside the if statement"
$ ./if2.sh
./if2.sh: line 3: IamNotaCommand: command not found
We are outside the if statement
在上面的示例中，if1.sh 脚本里 if 后面的命令（pwd）成功执行，则 then 后面的 echo 命令也跟着执行。
而 if2.sh 脚本里 if 后面的命令（IamNotaCommand）执行出错，则 then 后面的 echo 命令不会被执行。
无论如何，判断结束后都会继续执行 fi 后面的语句。
2. if-else-then
if-else-then 语句的格式为：
if command
then
commands
else
commands
fi
当 if 后面的命令执行后返回值为 0 时，则 then 后面的命令被执行。
如果 if 后面的命令执行后返回值不为 0，则执行 else 后面的命令。
示例（if3.sh）如下：
#!/bin/bash
testuser=starky
if ls -d /Users/$testuser
then
echo "The bash files for user $testuser are:"
ls -a /Users/$testuser/.b*
echo
else
echo "The user $testuser does not exist on this system."
echo
fi
运行结果：
$ chmod +x if3.sh
$ ./if3.sh
/Users/starky
The bash files for user starky are:
/Users/starky/.bash_history /Users/starky/.bash_profile
/Users/starky/.bash_sessions:
...
但是将上述脚本中 testuser 变量的值改为系统中并不存在的用户时（如 NoSuchUser），则运行效果如下：
$ cat if3.sh
#!/bin/bash
testuser=NoSuchUser
if ls -d /Users/$testuser
then
echo "The bash files for user $testuser are:"
ls -a /Users/$testuser/.b*
echo
else
echo "The user $testuser does not exist on this system."
echo
fi
$ ./if3.sh
ls: /Users/NoSuchUser: No such file or directory
The user NoSuchUser does not exist on this system.
其他结构形式的 if-else-then 语句还包括：
if command1
then
commands
elif
command2
then
more commands
fi
当然理论上讲可以使用足够的 if-then-elif-then 语句，只不过类似情况下多使用更为恰当的 case 语句。
3. test 命令
上面提到的 if-then 语句，大多是这样的形式：
if command
then
commands
...
即 if 后面跟的是一条普通的 Shell 命令，根据该命令是否成功执行，来确定 then 后面的命令是否执行。
可以借助 test 命令，使用如下形式的 if-then 语句：
if test condition
then
commands
fi
如果 test 命令后面的 condition 计算后为 TRUE，则 test 命令退出并返回一个值为 0 的状态值。then 后面的命令被执行。
如果 test 命令后面的 condition 计算后为 FALSE，则 test 命令退出并返回一个非零的状态值。跳出当前的 if-then 并继续执行后面的内容。
如下面的两个例子：
$ cat test_condition.sh
#!/bin/bash
my_variable="Full"
if test $my_variable
then
echo "The $my_variable expression returns a True"
else
echo "The $my_variable expression returns a False"
fi
$ ./test_condition.sh
The Full expression returns a True
$ cat test_condition2.sh
#!/bin/bash
my_variable=""
if test $my_variable
then
echo "The $my_variable expression returns a True"
else
echo "The $my_variable expression returns a False"
fi
$ ./test_condition2.sh
The expression returns a False
Bash Shell 还提供了另外一种不需要使用 test 命令来完成条件检查的 if-then 语句：
if [ condition ]
then
commands
fi
方括号中的内容用来定义判断条件。注意方括号和 condition 之间的空格。
支持三种形式的判断条件：
- 数字比较
- 字符串比较
- 文件比较
数字比较
| 操作 | 描述 |
|---|---|
| n1 -eq n2 | 检查 n1 是否等于 n2 |
| n1 -ge n2 | 检查 n1 是否大于或等于 n2 |
| n1 -gt n2 | 检查 n1 是否大于 n2 |
| n1 -le n2 | 检查 n1 是否小于或等于 n2 |
| n1 -lt n2 | 检查 n1 是否 小于 n2 |
| n1 -ne n2 | 检查 n1 是否不等于 n2 |
示例如下：
$ cat numeric_test.sh
#!/bin/bash
value1=10
value2=11
if [ $value1 -gt 5 ]
then
echo "The test value $value1 is greater than 5"
fi
if [ $value1 -eq $value2 ]
then
echo "The values are equal"
else
echo "The values are different"
fi
$ ./numeric_test.sh
The test value 10 is greater than 5
The values are different
字符串比较
| 操作 | 描述 |
|---|---|
| str1 = str2 | 检查 str1 和 str2 是否相同 |
| str1 != str2 | 检查 str1 和 str2 是否不相同 |
| str1 < str2 | 检查 str1 是否小于 str2 |
| str1 > str2 | 检查 str1 是否大于 str2 |
| -n str1 | 检查 str1 是否长度大于 0（不为空） |
| -z str1 | 检查 str1 是否长度为 0（为空） |
示例1：
$ cat welcome.sh
#!/bin/bash
testuser=starky
if [ $USER = $testuser ]
then
echo "Welcome $testuser"
else
echo "This is not $testuser"
fi
$ ./welcome.sh
Welcome starky
PS：在使用 str1 > str2 或 str1 < str2 这种类型的条件时，需加上转义符号。否则大于号或小于号会被当作重定向处理。
示例2：
$ cat compare.sh
#!/bin/bash
val1=Testing
val2=testing
if [ $val1 \> $val2 ]
then
echo "$val1 is greater than $val2"
else
echo "$val1 is less than $val2"
fi
$ ./compare.sh
Testing is less than testing
PS：if 条件中的比较依据的是基本 ASCII 顺序，通过每个字符（从首字母开始）的 ASCII 值的比较来判断大小顺序。
-n 和 -z 常常用来确定指定字符串是否为空。
示例3：
$ cat empty.sh
#!/bin/bash
val1=testing
val2=''
if [ -n $val1 ]
then
echo "The string '$val1' is not empty"
else
echo "The string '$val1' is empty"
fi
if [ -z $val2 ]
then
echo "The string '$val2' is empty"
else
echo "The string '$val2' is not empty"
fi
if [ -z $val3 ]
then
echo "The string '$val3' is empty"
else
echo "The string '$val3' is not empty"
fi
$ ./empty.sh
The string 'testing' is not empty
The string '' is empty
The string '' is empty
上述脚本中 val3 变量自始至终没有被定义，被自动判断为空字符串。
文件比较
| 操作 | 描述 |
|---|---|
| -d file | 检查 file 是否存在且是一个目录 |
| -e file | 检查 file 是否存在 |
| -f file | 检查 file 是否存在且是一个文件 |
| -r file | 检查 file 是否存在且可读 |
| -s file | 检查 file 是否存在且不为空 |
| -w file | 检查 file 是否存在且可写 |
| -x file | 检查 file 是否存在且可执行 |
| -O file | 检查 file 是否存在且其属主为当前用户 |
| -G file | 检查 file 是否存在且其默认数组和当前用户相同 |
| file1 -nt file2 | 检查 file1 是否比 file2 更新（newer than） |
| file1 -ot file2 | 检查 file1 是否比 file2 更老（older than） |
示例1，目录检查：
$ cat check_dir.sh
#!/bin/bash
directory=/Users/starky
if [ -d $directory ]
then
echo "The $directory directory exists"
cd $directory
ls
else
echo "The $directory directory does not exist"
fi
$ ./check_dir.sh
The /Users/starky directory exists
Applications Downloads Music extract.sh program
Desktop Library Pictures id_rsa.pub software
Documents Movies Public miniconda3 vim.tar.gz
示例2，删除空文件：
$ cat check_empty.sh
#!/bin/bash
file_name=empty
# 检查该文件是否存在
if [ -f $file_name ]
then
# 该文件存在，则继续检查其内容是否非空
if [ -s $file_name ]
then
# 内容不为空
echo "The $file_name file exists and has data in it."
echo "Will not remove this file"
else
# 内容为空
echo "The $file_name file exists, but is empty."
echo "Deleting empty file..."
rm $file_name
fi
else
# 该文件不存在
echo "File, $file_name, does not exist."
fi
$ ./check_empty.sh
File, empty, does not exist.
$ touch empty
$ ls empty
empty
$ ./check_empty.sh
The empty file exists, but is empty.
Deleting empty file...
$ ls empty
ls: empty: No such file or directory
4. 组合判断
if-then 语句允许使用布尔逻辑来完成多个条件的组合判断。
-
[ condition1 ] && [ condition2 ]逻辑与 -
[ condition1 ] || [ condition2 ]逻辑或
示例：
cat compound_test.sh
#!/bin/bash
if [ -d $HOME ] && [ -w $HOME/testing ]
then
echo "The file exists and you can write to it"
else
echo "I cannot write to the file"
fi
$ ./compound_test.sh
I cannot write to the file
$ touch ~/testing
$ ./compound_test.sh
The file exists and you can write to it
if-then 中的双括号
Bash Shell 在 if-then 语句中还提供了一些更高级的特性：
- 双小括号（数学表达式）
- 双中括号（字符串处理函数）
使用双小括号
双小括号允许在条件测试时使用（相对于 test 命令）更高级的数学表达式。
格式：(( expression ))
其中 expression 除了支持前面提到过的基本的数学操作符外，还支持以下操作符：
| 操作符 | 描述 |
|---|---|
| val++ | Post-increment |
| val-- | Post-decrement |
| ++val | Pre-increment |
| --val | Pre-decrement |
| ! | 逻辑非 |
| ~ | 按位否定 |
| ** | 幂 |
| << | 向左按位移位 |
| >> | 向右按位移位 |
| & | 按位逻辑与 |
| | | 按位逻辑或 |
| && | 逻辑与 |
| 双管道符 | 逻辑或 |
示例：
$ cat parenthesis.sh
#!/bin/bash
val1=10
if (( $val1 ** 2 > 90 ))
then
(( val2 = $val1 ** 2 ))
echo "The square of $val1 is $val2"
fi
$ ./parenthesis.sh
The square of 10 is 100
使用双中括号
双中括号为 test 命令中的字符串比较提供了更高级的特性，尤其是支持 模式匹配。
示例：
cat pattern.sh
#!/bin/bash
if [[ $USER == s* ]]
then
echo "Hello $USER"
else
echo "Sorry, I do not know you"
fi
$ ./pattern.sh
Hello starky
4. case 命令
很多时候，某个作为判断条件的变量有多个可能的取值，而你需要根据不同的取值指导程序去做对应的操作。
如果使用 if-then-else 语句，代码免不了会拉得有些长。。。
不同于 if 语句（通过 if、elif 依次检查同一个变量的所有取值），case 命令以类似列表的形式检查同一个变量的所有取值：
case variable in
pattern1 | pattern2) commands1;;
pattern3) commands2;;
*) default commands;;
esac
case 命令将指定的变量与多个不同的模式进行比对，如果匹配，则执行该模式后面的命令。
可以在同一行中定义多个模式（使用 | 符号分隔）。
星号表示当之前的所有模式都不能被匹配时，默认执行的命令。
示例：
$ cat case_user.sh
#!/bin/bash
case $USER in
rich | barbara)
echo "Welcome, $USER"
echo "Please enjoy your visit";;
testing)
echo "Special testing account";;
jessica)
echo "Do not forget to logout when you're done";;
*)
echo "Sorry, you are not allowed here";;
esac
$ ./case_user.sh
Sorry, you are not allowed here
上面的脚本等同于使用如下的 if 语句：
$ cat if_user.sh
#!/bin/bash
if [[ $USER = "rich" || $USER = "barbara" ]]
then
echo "Welcome $USER"
echo "Please enjoy your visit"
elif [ $USER = "testing" ]
then
echo "Special testing account"
elif [ $USER = "jessica" ]
then
echo "Do not forget to logout when you're done"
else
echo "Sorry, you are not allowed here"
fi
$ ./if_user.sh
Sorry, you are not allowed here
二、更多结构化命令
1. for 命令
很多时候，需要重复地执行一系列命令直到某个特定的情况出现。
for 命令允许创建一个循环来遍历某些值，并在循环过程中使用遍历到的值执行一系列特定的指令。语法格式：
for var in list
do
commands
done
遍历列表
$ cat for_list.sh
#!/bin/bash
for state in Alabama Alaska Arizona
do
echo The next state is $state
done
echo "The last state we visited was $state"
$ ./for_list.sh
The next state is Alabama
The next state is Alaska
The next state is Arizona
The last state we visited was Arizona
每次 for 命令遍历由后面列表（Alabama Alaska Arizona）提供的值时，会把列表中当前项目的值赋值给 $state 变量（即第一次遍历把 Alabama 赋值给 $state，第二次是 Alaska），该 $state 变量可以在后面的 do ... done 结构中使用。
for 循环结束后 $state 变量依旧有效，即保留最后一次遍历时得到的值（列表的最后一项 Arizona）而不会被销毁。
遍历字符串中的列表
Bash Shell 中的for 循环可以直接接收单个字符串作为参数，并通过其中的空格将该字符串分割成多个遍历的项目。
$ cat for_variable.sh
#!/bin/bash
states="Alabama Alaska Arizona"
states=$states" Arkansas"
for state in $states
do
echo "Have you ever visited $state?"
done
$ ./for_variable.sh
Have you ever visited Alabama?
Have you ever visited Alaska?
Have you ever visited Arizona?
Have you ever visited Arkansas?
脚本中 state=$state" Arkansas" 可以用来在 $state 变量中的字符串末尾添加新的字符串，也等同于在列表末尾添加了新的项目。
从命令中获取遍历的列表
可以通过命令替换将命令的输出作为 for 命令循环遍历的列表：
$ cat states.txt
Alabama Alaska Arizona
$ cat for_command.sh
#!/bin/bash
for state in $(cat states.txt)
do
echo "Visit beautiful $state"
done
$ ./for_command.sh
Visit beautiful Alabama
Visit beautiful Alaska
Visit beautiful Arizona
遍历文件目录
可以使用 for 命令直接循环目录中的文件（结合 * 符号）：
$ cat for_dir.sh
#!/bin/bash
for file in /Users/starky/.vim* /Users/starky/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 exit"
fi
done
$ ./for_dir.sh
/Users/starky/.vim is a directory
/Users/starky/.viminfo is a file
/Users/starky/.vimrc is a file
/Users/starky/badtest doesn't exit
注意脚本中的 if [ -d "$file" ] 段代码， "$file" 被双引号包裹了起来。
原因是文件名中包含空格是合法的，但是在 Shell 脚本中，如果 $file 变量的值包含空格，则不能直接在 if [ -d ... ] 中使用，所以这里使用了双引号。
2. C 语法的 for 命令
Bash Shell 也支持语法类似于 C 语言形式的 for 循环：
for (( variable assignment ; condition ; iteration process ))
$ cat for_c.sh
#!/bin/bash
for (( i=1; i <= 10; i++ ))
do
echo "The next number is $i"
done
$ ./for_c.sh
The next number is 1
The next number is 2
The next number is 3
The next number is 4
The next number is 5
The next number is 6
The next number is 7
The next number is 8
The next number is 9
The next number is 10
3. while 命令
while 命令允许用户定义一个判断指令，然后循环执行一系列命令，并在每次执行前检查判断指令的返回值（exit status）。直到判断指令的返回值不为 0，终止循环。
while 命令的格式为：
while test command
do
other commands
done
示例程序如下：
$ cat while.sh
#!/bin/bash
var=5
while [ $var -gt 0 ]
do
echo $var
var=$[ $var -1 ]
done
$ ./while.sh
5
4
3
2
1
4. break 命令
break 命令用于跳出循环
$ cat break.sh
#!/bin/bash
for var in 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
do
if [ $var -eq 5 ]
then
break
fi
echo "Iteration number: $var"
done
echo "The for loop is completed"
$ ./break.sh
Iteration number: 1
Iteration number: 2
Iteration number: 3
Iteration number: 4
The for loop is completed
5. 处理循环的输出
可以使用管道或重定向处理循环的输出信息，直接将管道或重定向命令加在循环语句块的末尾即可。
$ cat output.sh
#!/bin/bash
for (( a = 1; a < 5; a++ ))
do
echo "The number is $a"
done > numbers.txt
echo "The command is finished"
$ ./output.sh
The command is finished
$ cat numbers.txt
The number is 1
The number is 2
The number is 3
The number is 4
网友评论