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
  8. # 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。

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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！
  9. # 输出：
  10. # * 1 ** 2 ** 3 ** 4 ** 5 ** 6 ** 7 ** 8 ** 9 ** 10 *
  11. # 并且 echo $? 返回 0，因此 Bash 并不认为这是一个错误。
  14. echo
  17. #  但是注意在典型的 for 循环 for n in [list] ... 中，
  18. #+ 需要在结尾加一个分号。
  20. for n in 1 2 3
  21. {  echo -n "$n "; }
  22. #               ^
  25. # 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。