4.3 流程控制语句

尽管此时可以通过使用Linux命令、管道符、重定向以及条件测试语句来编写最基本的Shell脚本，但是这种脚本并不适用于生产环境。原因是它不能根据真实的工作需求来调整具体的执行命令，也不能根据某些条件实现自动循环执行。例如，我们需要批量创建1000位用户，首先要判断这些用户是否已经存在；若不存在，则通过循环语句让脚本自动且依次创建他们。

接下来我们通过if、for、while、case这4种流程控制语句来学习编写难度更大、功能更强的Shell脚本。为了保证下文的实用性和趣味性，做到寓教于乐，我会尽可能多地讲解各种不同功能的Shell脚本示例，而不是逮住一个脚本不放，在它原有内容的基础上修修补补。尽管这种修补式的示例教学也可以让读者明白理论知识，但是却无法开放思路，不利于日后的工作。

4.3.1 if条件测试语句

if条件测试语句可以让脚本根据实际情况自动执行相应的命令。从技术角度来讲，if语句分为单分支结构、双分支结构、多分支结构；其复杂度随着灵活度一起逐级上升。

if条件语句的单分支结构由if、then、fi关键词组成，而且只在条件成立后才执行预设的命令，相当于口语的“如果……那么……”。单分支的if语句属于最简单的一种条件判断结构，语法格式如图4-17所示。%e5%8d%95%e5%88%86%e6%94%af%e7%bb%93%e6%9e%84

图4-17 单分支的if语句

下面使用单分支的if条件语句来判断/media/cdrom文件是否存在，若存在就结束条件判断和整个Shell脚本，反之则去创建这个目录：

  1. [root@linuxprobe ~]# vim mkcdrom.sh
  2. #!/bin/bash
  3. DIR="/media/cdrom"
  4. if [ ! -e $DIR ]
  5. then
  6. mkdir -p $DIR
  7. fi

由于第5章才讲解用户身份与权限，因此这里继续用“bash 脚本名称”的方式来执行脚本。在正常情况下，顺利执行完脚本文件后没有任何输出信息，但是可以使用ls命令验证/media/cdrom目录是否已经成功创建：

  1. [root@linuxprobe ~]# bash mkcdrom.sh
  2. [root@linuxprobe ~]# ls -d /media/cdrom
  3. /media/cdrom

if条件语句的双分支结构由if、then、else、fi关键词组成，它进行一次条件匹配判断，如果与条件匹配，则去执行相应的预设命令；反之则去执行不匹配时的预设命令，相当于口语的“如果……那么……或者……那么……”。if条件语句的双分支结构也是一种很简单的判断结构，语法格式如图4-18所示。

%e5%8f%8c%e5%88%86%e6%94%af%e7%bb%93%e6%9e%84

图4-18 双分支的if条件语句

下面使用双分支的if条件语句来验证某台主机是否在线，然后根据返回值的结果，要么显示主机在线信息，要么显示主机不在线信息。这里的脚本主要使用ping命令来测试与对方主机的网络联通性，而Linux系统中的ping命令不像Windows一样尝试4次就结束，因此为了避免用户等待时间过长，需要通过-c参数来规定尝试的次数，并使用-i参数定义每个数据包的发送间隔，以及使用-W参数定义等待超时时间。

  1. [root@linuxprobe ~]# vim chkhost.sh
  2. #!/bin/bash
  3. ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $1 &> /dev/null
  4. if [ $? -eq 0 ]
  5. then
  6. echo "Host $1 is On-line."
  7. else
  8. echo "Host $1 is Off-line."
  9. fi

我们在4.2.3小节中用过$?变量，作用是显示上一次命令的执行返回值。若前面的那条语句成功执行，则$?变量会显示数字0，反之则显示一个非零的数字（可能为1，也可能为2，取决于系统版本）。因此可以使用整数比较运算符来判断$?变量是否为0，从而获知那条语句的最终判断情况。这里的服务器IP地址为192.168.10.10，我们来验证一下脚本的效果：

  1. [root@linuxprobe ~]# bash chkhost.sh 192.168.10.10
  2. Host 192.168.10.10 is On-line.
  3. [root@linuxprobe ~]# bash chkhost.sh 192.168.10.20
  4. Host 192.168.10.20 is Off-line.

if条件语句的多分支结构由if、then、else、elif、fi关键词组成，它进行多次条件匹配判断，这多次判断中的任何一项在匹配成功后都会执行相应的预设命令，相当于口语的“如果……那么……如果……那么……”。if条件语句的多分支结构是工作中最常使用的一种条件判断结构，尽管相对复杂但是更加灵活，语法格式如图4-19所示。 %e5%a4%9a%e5%88%86%e6%94%af%e7%bb%93%e6%9e%84

图 4-19 多分支的if条件语句

下面使用多分支的if条件语句来判断用户输入的分数在哪个成绩区间内，然后输出如Excellent、Pass、Fail等提示信息。在Linux系统中，read是用来读取用户输入信息的命令，能够把接收到的用户输入信息赋值给后面的指定变量，-p参数用于向用户显示一定的提示信息。在下面的脚本示例中，只有当用户输入的分数大于等于85分且小于等于100分，才输出Excellent字样；若分数不满足该条件（即匹配不成功），则继续判断分数是否大于等于70分且小于等于84分，如果是，则输出Pass字样；若两次都落空（即两次的匹配操作都失败了），则输出Fail字样：

  1. [root@linuxprobe ~]# vim chkscore.sh
  2. #!/bin/bash
  3. read -p "Enter your score（0-100）：" GRADE
  4. if [ $GRADE -ge 85 ] && [ $GRADE -le 100 ] ; then
  5. echo "$GRADE is Excellent"
  6. elif [ $GRADE -ge 70 ] && [ $GRADE -le 84 ] ; then
  7. echo "$GRADE is Pass"
  8. else
  9. echo "$GRADE is Fail" 
  10. fi
  11. [root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh
  12. Enter your score（0-100）：88
  13. 88 is Excellent
  14. [root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh 
  15. Enter your score（0-100）：80
  16. 80 is Pass

下面执行该脚本。当用户输入的分数分别为30和200时，其结果如下：

  1. [root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh  
  2. Enter your score（0-100）：30
  3. 30 is Fail
  4. [root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh
  5. Enter your score（0-100）：200 
  6. 200 is Fail

为什么输入的分数为200时，依然显示Fail呢？原因很简单—没有成功匹配脚本中的两个条件判断语句，因此自动执行了最终的兜底策略。可见，这个脚本还不是很完美，建议读者自行完善这个脚本，使得用户在输入大于100或小于0的分数时，给予Error报错字样的提示。

4.3.2 for条件循环语句

for循环语句允许脚本一次性读取多个信息，然后逐一对信息进行操作处理，当要处理的数据有范围时，使用for循环语句再适合不过了。for循环语句的语法格式如图4-20所示。

for%e6%9d%a1%e4%bb%b6%e8%af%ad%e5%8f%a5

图4-20 for循环语句的语法格式

下面使用for循环语句从列表文件中读取多个用户名，然后为其逐一创建用户账户并设置密码。首先创建用户名称的列表文件users.txt，每个用户名称单独一行。读者可以自行决定具体的用户名称和个数：

  1. [root@linuxprobe ~]# vim users.txt
  2. andy
  3. barry
  4. carl
  5. duke
  6. eric
  7. george

接下来编写Shell脚本Example.sh。在脚本中使用read命令读取用户输入的密码值，然后赋值给PASSWD变量，并通过-p参数向用户显示一段提示信息，告诉用户正在输入的内容即将作为账户密码。在执行该脚本后，会自动使用从列表文件users.txt中获取到所有的用户名称，然后逐一使用“id 用户名”命令查看用户的信息，并使用$?判断这条命令是否执行成功，也就是判断该用户是否已经存在。

需要多说一句，/dev/null是一个被称作Linux黑洞的文件，把输出信息重定向到这个文件等同于删除数据（类似于没有回收功能的垃圾箱），可以让用户的屏幕窗口保持简洁。

  1. [root@linuxprobe ~]# vim Example.sh
  2. #!/bin/bash
  3. read -p "Enter The Users Password : " PASSWD
  4. for UNAME in `cat users.txt`
  5. do
  6. id $UNAME &> /dev/null
  7. if [ $? -eq 0 ]
  8. then
  9. echo "Already exists"
  10. else
  11. useradd $UNAME &> /dev/null
  12. echo "$PASSWD" | passwd --stdin $UNAME &> /dev/null
  13. if [ $? -eq 0 ]
  14. then
  15. echo "$UNAME , Create success"
  16. else
  17. echo "$UNAME , Create failure"
  18. fi
  19. fi
  20. done

执行批量创建用户的Shell脚本Example.sh，在输入为账户设定的密码后将由脚本自动检查并创建这些账户。由于已经将多余的信息通过输出重定向符转移到了/dev/null黑洞文件中，因此在正常情况下屏幕窗口除了“用户账户创建成功”（Create success）的提示后不会有其他内容。

在Linux系统中，/etc/passwd是用来保存用户账户信息的文件。如果想确认这个脚本是否成功创建了用户账户，可以打开这个文件，看其中是否有这些新创建的用户信息。

  1. [root@linuxprobe ~]# bash Example.sh
  2. Enter The Users Password : linuxprobe
  3. andy , Create success
  4. barry , Create success
  5. carl , Create success
  6. duke , Create success
  7. eric , Create success
  8. george , Create success
  9. [root@linuxprobe ~]# tail -6 /etc/passwd
  10. andy:x:1001:1001::/home/andy:/bin/bash
  11. barry:x:1002:1002::/home/barry:/bin/bash
  12. carl:x:1003:1003::/home/carl:/bin/bash
  13. duke:x:1004:1004::/home/duke:/bin/bash
  14. eric:x:1005:1005::/home/eric:/bin/bash
  15. george:x:1006:1006::/home/george:/bin/bash

您还记得在学习双分支if条件语句时，用到的那个测试主机是否在线的脚本么？既然我们现在已经掌握了for循环语句，不妨做些更酷的事情，比如尝试让脚本从文本中自动读取主机列表，然后自动逐个测试这些主机是否在线。

首先创建一个主机列表文件ipadds.txt：

  1. [root@linuxprobe ~]# vim ipadds.txt
  2. 192.168.10.10
  3. 192.168.10.11
  4. 192.168.10.12

然后前面的双分支if条件语句与for循环语句相结合，让脚本从主机列表文件ipadds.txt中自动读取IP地址（用来表示主机）并将其赋值给HLIST变量，从而通过判断ping命令执行后的返回值来逐个测试主机是否在线。脚本中出现的$（命令）是一种完全类似于第3章的转义字符中反引号命令的Shell操作符，效果同样是执行括号或双引号括起来的字符串中的命令。大家在编写脚本时，多学习几种类似的新方法，可在工作中大显身手：

  1. [root@linuxprobe ~]# vim CheckHosts.sh
  2. #!/bin/bash
  3. HLIST=$(cat ~/ipadds.txt)
  4. for IP in $HLIST
  5. do
  6. ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $IP &> /dev/null
  7. if [ $? -eq 0 ] ; then
  8. echo "Host $IP is On-line."
  9. else
  10. echo "Host $IP is Off-line."
  11. fi
  12. done
  13. [root@linuxprobe ~]# ./CheckHosts.sh
  14. Host 192.168.10.10 is On-line.
  15. Host 192.168.10.11 is Off-line.
  16. Host 192.168.10.12 is Off-line.

4.3.3 while条件循环语句

while条件循环语句是一种让脚本根据某些条件来重复执行命令的语句，它的循环结构往往在执行前并不确定最终执行的次数，完全不同于for循环语句中有目标、有范围的使用场景。while循环语句通过判断条件测试的真假来决定是否继续执行命令，若条件为真就继续执行，为假就结束循环。while语句的语法格式如图4-21所示。 while%e6%9d%a1%e4%bb%b6%e8%af%ad%e5%8f%a5

图4-21 while循环语句的语法格式

接下来结合使用多分支的if条件测试语句与while条件循环语句，编写一个用来猜测数值大小的脚本Guess.sh。该脚本使用$RANDOM变量来调取出一个随机的数值（范围为0～32767），将这个随机数对1000进行取余操作，并使用expr命令取得其结果，再用这个数值与用户通过read命令输入的数值进行比较判断。这个判断语句分为三种情况，分别是判断用户输入的数值是等于、大于还是小于使用expr命令取得的数值。当前，现在这些内容不是重点，我们当前要关注的是while条件循环语句中的条件测试始终为true，因此判断语句会无限执行下去，直到用户输入的数值等于expr命令取得的数值后，这两者相等之后才运行exit 0命令，终止脚本的执行。

  1. [root@linuxprobe ~]# vim Guess.sh
  2. #!/bin/bash
  3. PRICE=$(expr $RANDOM % 1000)
  4. TIMES=0
  5. echo "商品实际价格为0-999之间，猜猜看是多少？"
  6. while true
  7. do
  8. read -p "请输入您猜测的价格数目：" INT
  9. let TIMES++
  10. if [ $INT -eq $PRICE ] ; then
  11. echo "恭喜您答对了，实际价格是 $PRICE"
  12. echo "您总共猜测了 $TIMES 次"
  13. exit 0
  14. elif [ $INT -gt $PRICE ] ; then
  15. echo "太高了！"
  16. else
  17. echo "太低了！"
  18. fi
  19. done

在这个Guess.sh脚本中，我们添加了一些交互式的信息，从而使得用户与系统的互动性得以增强。而且每当循环到let TIMES++命令时都会让TIMES变量内的数值加1，用来统计循环总计执行了多少次。这可以让用户得知总共猜测了多少次之后，才猜对价格。

  1. [root@linuxprobe ~]# bash Guess.sh
  2. 商品实际价格为0-999之间，猜猜看是多少？
  3. 请输入您猜测的价格数目：500
  4. 太低了！
  5. 请输入您猜测的价格数目：800
  6. 太高了！
  7. 请输入您猜测的价格数目：650
  8. 太低了！
  9. 请输入您猜测的价格数目：720
  10. 太高了！
  11. 请输入您猜测的价格数目：690
  12. 太低了！
  13. 请输入您猜测的价格数目：700
  14. 太高了！
  15. 请输入您猜测的价格数目：695
  16. 太高了！
  17. 请输入您猜测的价格数目：692
  18. 太高了！
  19. 请输入您猜测的价格数目：691
  20. 恭喜您答对了，实际价格是 691
  21. 您总共猜测了 9 次

4.3.4 case条件测试语句

如果您之前学习过C语言，看到这一小节的标题肯定会会心一笑“这不就是switch语句嘛！”是的，case条件测试语句和switch语句的功能非常相似！case语句是在多个范围内匹配数据，若匹配成功则执行相关命令并结束整个条件测试；而如果数据不在所列出的范围内，则会去执行星号（*）中所定义的默认命令。case语句的语法结构如图4-22所示。

case%e6%9d%a1%e4%bb%b6%e8%af%ad%e5%8f%a5

图4-22 case条件测试语句的语法结构

在前文介绍的Guess.sh脚本中有一个致命的弱点—只能接受数字！您可以尝试输入一个字母，会发现脚本立即就崩溃了。原因是字母无法与数字进行大小比较，例如，“a是否大于等于3”这样的命题是完全错误的。我们必须有一定的措施来判断用户的输入内容，当用户输入的内容不是数字时，脚本能予以提示，从而免于崩溃。

通过在脚本中组合使用case条件测试语句和通配符（详见第3章），完全可以满足这里的需求。接下来我们编写脚本Checkkeys.sh，提示用户输入一个字符并将其赋值给变量KEY，然后根据变量KEY的值向用户显示其值是字母、数字还是其他字符。

  1. [root@linuxprobe ~]# vim Checkkeys.sh
  2. #!/bin/bash
  3. read -p "请输入一个字符，并按Enter键确认：" KEY
  4. case "$KEY" in
  5. [a-z]|[A-Z])
  6. echo "您输入的是 字母。"
  7. ;;
  8. [0-9])
  9. echo "您输入的是 数字。"
  10. ;;
  11. *)
  12. echo "您输入的是 空格、功能键或其他控制字符。"
  13. esac
  14. [root@linuxprobe ~]# bash Checkkeys.sh
  15. 请输入一个字符，并按Enter键确认：6
  16. 您输入的是 数字。
  17. [root@linuxprobe ~]# bash Checkkeys.sh
  18. 请输入一个字符，并按Enter键确认：p
  19. 您输入的是 字母。
  20. [root@linuxprobe ~]# bash Checkkeys.sh
  21. 请输入一个字符，并按Enter键确认：^[[15~
  22. 您输入的是 空格、功能键或其他控制字符。