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简介
除了上一章学习的if条件语句之外,作为一种脚本编程语言,Shell同样包含循环、分支等其他程序控制结构,从而能够轻松完成更加复杂、强大的功能。本章将学习for、while、case语句的具体应用。
本章重点
for、while循环语句
case分支语句
理论讲解
一,使用for循环语句
在实际工作中,经常会遇到某项任务需要多次执行的情况,而每次执行时仅仅是处理的对象不一样,其他命令相同。例如,根据通讯录中的姓名列表创建系统账号,根据服务器清单检查各主机的存活状态,根据IP地址黑名单设置拒绝访问的防火墙策略等。
当面对各种列表重复任务时,使用简单的if语句已经难以满足要求,而顺序编写全部代码更是显得异常烦琐、困难重重。本节将要学习的for循环语句,可以很好地解决类似问题。
1.for语句的结构
使用for 循环语句时,需要指定一个变量及可能的取值列表,针对每个不同的取值重复执行相同的命令序列,直到变量值用完退出循环。在这里,“取值列表”称为for 语句的执行条件,其中包括多个属性相同的对象,需要预先指定(如通讯录、IP黑名单)。
for 循环语句的语法结构如下所示:
for 变量名 in 取值列表
do
命令序列
done
上述语句结构中,for语句的操作对象为用户指定名称的变量,并通过in关键字为该变量预先设置了一个取值列表,多个取值之间以空格进行分隔。位于do…done之间的命令序列称为循环体,其中的执行语句需要引用变量以完成相应的任务。
for语句的执行流程:首先将列表中的第一个取值赋给变量,并执行do…done循环体中的命令序列:然后将列表中的第二个取值赋给变量,并执行循环体中的命令序列……依此类推,直到列表中的所有取值用完,最后将跳至done 语句,表示结束循环。
如图所示:

2.for语句应用示例
为了进一步理解for语句的结构和流程,掌握for 语句在脚本中的实际使用,下面依次介绍两个脚本示例。
1)根据姓名列表批量添加用户
根据人事部门给出的员工姓名的拼音列表,在Linux服务器中添加相应的用户账号,初始密码均设置为“pwd@123”。其中,员工姓名列表中的账号数量并不固定,而且除了要求账号名称是拼音之外,并无其他特殊规律。
针对上述要求,可先指定员工列表文件username.txt,然后编写一个名为useraddfor.sh的Shell脚本,从username.txt文件中读取各用户名称,重复执行添加用户、设置初始密码的相关操作。
首先创建username.txt.并输入用户名


创建useraddfor.sh脚本,进行编辑


添加执行权限

运行脚本进行测试


创建成功
根据上述脚本,还可以创建删除用户脚本
如下所示:
创建删除用户脚本 userdelfor.sh


添加执行权限,运行脚本进行测试


删除成功
2)根据P地址列表检查主机状态
根据包含公司各服务器IP地址的列表文件,检查其中各主机的ping连通性,输出各主机是否启动、关闭。其中,服务器的数量并不固定,各服务器的IP地址之间也无特殊规律。
针对此案例要求,编写一个名为pingHost.sh的Shell脚本,实现交互式ping通主机。


添加执行权限

测试ping 本机IP,结果应为开机状态

测试ping 随机IP,结果应为关机状态

上述脚本代码中,do…done循环体内嵌套使用了if条件选择语句,用来针对不同P地址的测试结果进行判断,并输出相应的提示信息。嵌套可以理解为镶嵌、套用,就是在已有的语句、函数中在多加一个或多个语句、函数等。实际上,if语句,for 语句及其他各种Shell脚本语句都是可以嵌套使用的,后续课程中将不再重复说明。
二,使用while循环语句
for循环语句非常适用于列表对象无规律,且列表来源已固定(如某个列表文件)的场合。而对于要求控制循环次数、操作对象按数字顺序编号、按特定条件执行重复操作等情况,则更适合使用另外一种循环—while语句。
1.while语句的结构
使用while循环语句时,可以根据特定的条件反复执行一个命令序列,直到该条件不再满足时为止。在脚本应用中,应该避免出现死循环的情况,否则后边的命令操作将无法执行。因此,循环体内的命令序列中应包括修改测试条件的语句,以便在适当的时候使测试条件不再成立,从而结束循环。
while循环语句的语法结构如下所示:
while 条件测试操作
do
命令序列
done
while 语句的执行流程:首先判断while后的条件测试操作结果,如果条件成立,则执行do…done循环体中的命令序列;返回while后再次判断条件测试结果,如果条件仍然成立,则继续执行循环体:再次返回到while后,判断条件测试结果……如此循环,直到while后的条件测试结果不再成立为止,最后跳转到done语句,表示结束循环.
如图所示:

使用while循环语句时,有两个特殊的条件测试操作,即true(真)和false(假)。使用true作为条件时,表示条件永远成立,循环体内的命令序列将无限执行下去,除非强制终止脚本(或通过exit 语句退出脚本):反之,若使用false作为条件,则循环体将不会被执行。这两个特殊条件也可以用在if语句的条件测试中。
2.while语句应用示例
为了进一步理解while 语句的结构和流程,掌握while 语句在脚本中的实际使用,下面依次介绍两个脚本示例。
1)批量添加规律编号的用户
在一些技术培训和学习领域,出于实验或测试的目的,需要批量添加用户账号,这些用户的名称中包含固定的前缀字串,并按照数字顺序依次进行编号,账号的数量往往也是固定的。例如,若要添加20个用户,名称依次为stu1、stu2、……stu20,可以参考以下操作。




上述脚本代码中,使用变量i来控制用户名称的编号,初始赋值为1.并且当取值大于20时终止循环。在循环体内部,通过语句“let i++”(等同于i=exprsi+1)来使变量i的值增加1.
因此当执行第一次循环后i的值将变为2,执行第二次循环后i的值将变为3.….依此类推。
若要删除uaddwhile.sh脚本所添加的用户,只需参考上述脚本代码,将while循环体中添加用户的命令序列改为删除用户的操作即可。




2)猜价格游戏
案例要求如下:由脚本预先生成一个随机的价格数目(0~999)作为实际价格,判断用户猜测的价格是否高出或低于实际价格,给出相应提示后再次要求用户猜测,一直到用户猜中实际价格为止,输出用户共猜测的次数、实际价格。
针对上述要求,主要设计思路如下:;反复猜测操作可以通过以true作为测试条件的while循环实现,当用户猜中实际价格时终止循环;判断猜测价格与实际价格的过程采用if语句实现,嵌套在while循环体内;使用变量来记录猜测次数。
具体编码如图:




学会条件测试操作及if,for、while语句的使用以后,已基本可以编写一般的管理脚本。当然,只有大家对各种命令、管道、重定向等命令操作融会贯通,才能编写出更优秀的脚本程序。Shell脚本的应用灵活多变,即使是完成同一项任务,也可能有许多种不同的实现方式,大家应该勤加练习,在实践过程中慢慢去领会。
三,使用case分支语句
上一章学习多分支的if语句时,曾经提到过改用case语句可以使脚本程序的结构更加清晰、层次分明,本节就来学习case 语句的语法结构及应用。
case分支语句的语法结构如下所示
case 变量值 in
模式1)
命令序列1
;;
模式2)
命令序列2
;;
.…*)
默认命令序列
esac
在上述语句结构中,关键字case后面跟的是“变量值”,即“$变量名”,这点需要与for 循环语句的结构加以区别。整个分支结构包括在case…esac之间,中间的模式1、模式2、….*对应为变量的不同取值(程序期望的取值),其中*作为通配符,可匹配任意值。
case 语句的执行流程:首先使用“变量值”与模式1进行比较,若取值相同则执行模式1后的命令序列,直到遇见双分号”:;”后跳转至esac,表示结束分支:若与模式1不相匹配,则继续与模式2进行比较,若取值相同则执行模式2后的命令序列,直到遇见双分号”;;”后跳转至esac,表示结束分支……依此类推,若找不到任何匹配的值,则执行默认模式“*)”后的命令序列,直到遇见esac后结束分支。
如图所示:

使用case分支语句时,有几个值得注意的特点如下所述:
case行尾必须为单词“in”,每一模式必须以右括号“)”结束。
双分号”;;”表示命令序列的结束。
模式字符串中,可以用方括号表示一个连续的范围,如“[0-9];还可以用竖杠符号表示或,如“AlB"。
最后的“*)”表示默认模式,其中的*相当于通配符。
2.case 语句应用示例
为了进一步理解case语句的结构和流程,掌握case 语句在脚本中的实际使用,下面脚本示例。
1)检查用户输入的字符类型
提示用户从键盘输入一个字符,通过case语句判断该字符是否为字母、数字或者其他控制字符,并给出相应的提示信息。




在Linux系统中,源码软件包编译安装后提供的服务控制脚本使用了case分支语句;也有一些源码包没有提供服务控制脚本,编译安装后可参照上例自行编写服务控制脚本。平时控制各种系统服务时,提供的start、stop、restart等位置参数,正是由case语句结构来识别并完成相应操作的。有兴趣的同学可自行查阅这些脚本内容。
若要将myprog 服务交给systemd 来管理,还需要在/lib/systemd/system目录下添加相应的myprog.service 配置文件。
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