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Linux-流程控制:while/until 循环

 

在前面的章节中,我们开发了菜单驱动程序,来产生各种各样的系统信息。虽然程序能够运行, 但它仍然存在重大的可用性问题。它只能执行单一的选择,然后终止。更糟糕地是,如果做了一个 无效的选择,程序会以错误终止,而没有给用户提供再试一次的机会。如果我们能构建程序, 以致于程序能够重复显示菜单,而且能一次由一次的选择,直到用户选择退出程序,这样的程序会更好一些。

在这一章中,我们将看一个叫做循环的程序概念,其可用来使程序的某些部分重复。shell 为循环提供了三个复合命令。 本章我们将查看其中的两个命令,随后章节介绍第三个命令。

循环

日常生活中充满了重复性的活动。每天去散步,遛狗,切胡萝卜,所有任务都要重复一系列的步骤。 让我们以切胡萝卜为例。如果我们用伪码表达这种活动,它可能看起来像这样:

  1. 准备切菜板
  2. 准备菜刀
  3. 把胡萝卜放到切菜板上
  4. 提起菜刀
  5. 向前推进胡萝卜
  6. 切胡萝卜
  7. 如果切完整个胡萝卜,就退出,要不然回到第四步继续执行

从第四步到第七步形成一个循环。重复执行循环内的动作直到满足条件“切完整个胡萝卜”。

while

bash 能够表达相似的想法。比方说我们想要按照顺序从1到5显示五个数字。可如下构造一个 bash 脚本:

#!/bin/bash
# while-count: display a series of numbers
count=1
while [ $count -le 5 ]; do
    echo $count
    count=$((count + 1))
done
echo "Finished."

当执行的时候,这个脚本显示如下信息:

[[email protected] ~]$ while-count
1
2
3
4
5
Finished.

while 命令的语法是:

while commands; do commands; done

和 if 一样, while 计算一系列命令的退出状态。只要退出状态为零,它就执行循环内的命令。 在上面的脚本中,创建了变量 count ,并初始化为1。 while 命令将会计算 test 命令的退出状态。 只要 test 命令返回退出状态零,循环内的所有命令就会执行。每次循环结束之后,会重复执行 test 命令。 第六次循环之后, count 的数值增加到6, test 命令不再返回退出状态零,且循环终止。 程序继续执行循环之后的语句。

我们可以使用一个 while 循环,来提高前面章节的 read-menu 程序:

#!/bin/bash
# while-menu: a menu driven system information program
DELAY=3 # Number of seconds to display results
while [[ $REPLY != 0 ]]; do
    clear
    cat <<- _EOF_
        Please Select:
        1. Display System Information
        2. Display Disk Space
        3. Display Home Space Utilization
        0. Quit
    _EOF_
    read -p "Enter selection [0-3] > "
    if [[ $REPLY =~ ^[0-3]$ ]]; then
        if [[ $REPLY == 1 ]]; then
            echo "Hostname: $HOSTNAME"
            uptime
            sleep $DELAY
        fi
        if [[ $REPLY == 2 ]]; then
            df -h
            sleep $DELAY
        fi
        if [[ $REPLY == 3 ]]; then
            if [[ $(id -u) -eq 0 ]]; then
                echo "Home Space Utilization (All Users)"
                du -sh /home/*
            else
                echo "Home Space Utilization ($USER)"
                du -sh $HOME
            fi
            sleep $DELAY
        fi
    else
        echo "Invalid entry."
        sleep $DELAY
    fi
done
echo "Program terminated."

通过把菜单包含在 while 循环中,每次用户选择之后,我们能够让程序重复显示菜单。只要 REPLY 不 等于”0”,循环就会继续,菜单就能显示,从而用户有机会重新选择。每次动作完成之后,会执行一个 sleep 命令,所以在清空屏幕和重新显示菜单之前,程序将会停顿几秒钟,为的是能够看到选项输出结果。 一旦 REPLY 等于“0”,则表示选择了“退出”选项,循环就会终止,程序继续执行 done 语句之后的代码。

跳出循环

bash 提供了两个内部命令,它们可以用来在循环内部控制程序流程。这个 break 命令立即终止一个循环, 且程序继续执行循环之后的语句。这个 continue 命令导致程序跳过循环中剩余的语句,且程序继续执行 下一次循环。这里我们看看采用了 break 和 continue 两个命令的 while-menu 程序版本:

#!/bin/bash
# while-menu2: a menu driven system information program
DELAY=3 # Number of seconds to display results
while true; do
    clear
    cat <<- _EOF_
        Please Select:
        1. Display System Information
        2. Display Disk Space
        3. Display Home Space Utilization
        0. Quit
    _EOF_
    read -p "Enter selection [0-3] > "
    if [[ $REPLY =~ ^[0-3]$ ]]; then
        if [[ $REPLY == 1 ]]; then
            echo "Hostname: $HOSTNAME"
            uptime
            sleep $DELAY
            continue
        fi
        if [[ $REPLY == 2 ]]; then
            df -h
            sleep $DELAY
            continue
        fi
        if [[ $REPLY == 3 ]]; then
            if [[ $(id -u) -eq 0 ]]; then
                echo "Home Space Utilization (All Users)"
                du -sh /home/*
            else
                echo "Home Space Utilization ($USER)"
                du -sh $HOME
            fi
            sleep $DELAY
            continue
        fi
        if [[ $REPLY == 0 ]]; then
            break
        fi
    else
        echo "Invalid entry."
        sleep $DELAY
    fi
done
echo "Program terminated."

在这个脚本版本中,我们设置了一个无限循环(就是自己永远不会终止的循环),通过使用 true 命令 为 while 提供一个退出状态。因为 true 的退出状态总是为零,所以循环永远不会终止。这是一个 令人惊讶的通用脚本编程技巧。因为循环自己永远不会结束,所以由程序员在恰当的时候提供某种方法来跳出循环。 此脚本,当选择”0”选项的时候,break 命令被用来退出循环。continue 命令被包含在其它选择动作的末尾, 为的是更加高效执行。通过使用 continue 命令,当一个选项确定后,程序会跳过不需要的代码。例如, 如果选择了选项”1”,则没有理由去测试其它选项。

until

这个 until 命令与 while 非常相似,除了当遇到一个非零退出状态的时候, while 退出循环, 而 until 不退出。一个 until 循环会继续执行直到它接受了一个退出状态零。在我们的 while-count 脚本中, 我们继续执行循环直到 count 变量的数值小于或等于5。我们可以得到相同的结果,通过在脚本中使用 until 命令:

#!/bin/bash
# until-count: display a series of numbers
count=1
until [ $count -gt 5 ]; do
    echo $count
    count=$((count + 1))
done
echo "Finished."

通过把 test 表达式更改为 $count -gt 5 , until 会在正确的时间终止循环。决定使用 while 循环 还是 until 循环,通常是选择一个 test 可以编写地很清楚的循环。

使用循环读取文件

while 和 until 能够处理标准输入。这就可以使用 while 和 until 处理文件。在下面的例子中, 我们将显示在前面章节中使用的 distros.txt 文件的内容:

#!/bin/bash
# while-read: read lines from a file
while read distro version release; do
    printf "Distro: %s\tVersion: %s\tReleased: %s\n" \
        $distro \
        $version \
        $release
done < distros.txt

为了重定向文件到循环中,我们把重定向操作符放置到 done 语句之后。循环将使用 read 从重定向文件中读取 字段。这个 read 命令读取每个文本行之后,将会退出,其退出状态为零,直到到达文件末尾。到时候,它的 退出状态为非零数值,因此终止循环。也有可能把标准输入管道到循环中。

#!/bin/bash
# while-read2: read lines from a file
sort -k 1,1 -k 2n distros.txt | while read distro version release; do
    printf "Distro: %s\tVersion: %s\tReleased: %s\n" \
        $distro \
        $version \
        $release
done

这里我们接受 sort 命令的标准输出,然后显示文本流。然而,因为管道将会在子 shell 中执行 循环,当循环终止的时候,循环中创建的任意变量或赋值的变量都会消失,记住这一点很重要。

总结

通过引入循环,和我们之前遇到的分支,子例程和序列,我们已经介绍了程序流程控制的主要类型。 bash 还有一些锦囊妙计,但它们都是关于这些基本概念的完善。

拓展阅读

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