Linux学习记录14——Shell脚本之流程控制语句

一.学习的内容

1、if条件测试语句

        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。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。

        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1所示。

图1  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 目录是否存在，若不存在就创建这个目录，反之则结束条件判断和整个Shell脚本的执行。 

图2 判断目录是否存在

        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：

图3  使用ls命令查看创建的目录

        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。语法格式如图4所示：

图4  if的双分支结构

        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连通性，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。

图5  测试主机是否在线的脚本

        我们在前面用过 $? 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。

图6   运行脚本并传递ip参数

         从上图可见，该脚本能正常运行。

        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。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7所示。

图7   if的多分支语句

        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些提示信息。

        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分时，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；若输入的分数不满足前两个，则判断分数是否大于等于0分，小于等于69分，如果是则输出Fail；若前面都落空（即两次的匹配操作都失败了），则输出error input 字样：

图8  判断分数的脚本文件

        下面执行该脚本。当用户输入的分数分别为84和101时，其结果如下：

图9  运行结果

2、for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循环语句就再适合不过了。for循环语句的语法格式如图10所示。

图10   for循环结构

        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  user.txt，每个用户名称单独一行。

图11  创建用户名的文本文件

        接下来编写Shell脚本addusers.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user.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。

图12  adduser脚本

         /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。

        执行批量创建用户的Shell脚本adduser.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  “Created successfully  ” 的提示后不会有其他内容。

图13  运行脚本

        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。

图14  查看刚才创建的用户

        或者使用   tail -2 /etc/passwd    命令来查看文本文件中的后两行。

图15  “tail -2 文本文件” 命令

        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ipaddress.txt：

图16  创建 ipsdress.txt 文件

        然后将前面的双分支if条件语句与for循环语句相结合，让脚本从主机列表文件ipaddress.txt中自动读取IP地址（用来表示主机）并将其赋值给IPADDR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。

图17  脚本文件

3、while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18所示。

图18  while循环结构

        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），然后将这个随机数对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3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。

图19   expr命令

        当前，现在这些内容不是重点，我们要关注的是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，才运行exit 0命令，终止脚本的执行。

图20  while循环猜数字

         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。这可以让用户得知在总共猜测了多少次之后，才猜对价格。

图21  运行结果

        当条件为true（真）的时候，while语句会一直循环下去，只有碰到exit才会结束。

4、case条件测试语句

        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；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22所示。

图22  case语句结构

        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。

图23  判断输入的字符类型

         运行上面的脚本文件。

图24  运行结果

二.本次学习遇到的问题

        1、 重定向符号 “ &> ” 和 “ &>> ” 有什么区别？

        2、case  "$KEY"  in 

                                [a-z] | [A-Z])   ——是什么意思？

        3、exit 命令和 exit 0 命令之间的区别？

三、问题的答案及解决办法

1、

        &>  符号将标准输出与错误输出共同写入到文件中（清空原有文件的数据）；&>> 符号将标准输出与错误输出共同写入到文件中（追加到原有内容的后面）。/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。

2、

3、

exit 0 退出循环：

        当您在循环中执行exit 0时，它会导致整个脚本或程序退出，并且以成功的状态码0退出。这意味着脚本或程序成功执行完毕，没有遇到错误，但是也导致整个脚本或程序的结束。在循环中使用 exit 0 会立即终止整个脚本或程序的执行，而不是仅仅退出当前的循环。

exit 1 退出循环：

        当您在循环中执行exit 1时，它会导致整个脚本或程序退出，并且以非零的状态码1退出，表示脚本或程序执行过程中遇到了错误。与  exit 0 类似，使用 exit 1 也会导致整个脚本或程序的结束，而不是仅仅退出当前的循环。

        因此，无论是exit 0还是exit 1，都可以用于退出循环，但是它们的效果不同。通常情况下，在循环中使用exit 0并不常见，因为它会导致整个脚本或程序结束，而不仅仅是退出当前的循环。在循环中使用exit 1通常是用于表示在循环中遇到了错误或者问题，导致整个脚本或程序的中止。

        如果您在脚本或程序中只写了 exit 而没有指定退出状态码，那么默认情况下，会使用上一个执行命令的退出状态码。这意味着，如果在脚本或程序的执行过程中，之前的命令执行成功（退出状态码为0），则exit将以退出状态码0退出；如果之前的命令执行失败（退出状态码为非0），则exit将以相应的非0退出状态码退出。

补：

        read -p   “.......”   变量名 —— 在屏幕上输出双引号内的信息，并从键盘上接收信息赋值给变量。

        id 用户名 —— 查看用户信息

        useradd 用户名 —— 创建用户

        $ (命令) —— 把其中的命令执行后返回结果，作用和 反引号相同

        expr  —— 命令用于在命令行中进行基本的数学运算和字符串操作。它允许您执行加法、减法、乘法和除法等基本数学运算，以及字符串的匹配、长度检查和子串提取等操作。

expr命令

注意：乘法（*）时，要在前加上转义字符，因为  *   可以作通配符 

expr 命令

 注意：符号的两边要有空格 、且不能加双引号或者单引号。

        exit —— 结束整个脚本程序

        let ——用于在 Bash 脚本中执行算术运算。它允许您在脚本中执行简单的算术操作，而无需调用外部工具。let 命令可以帮助您对变量进行赋值、增加、减少等操作。

let 命令