Shell：結構化語句

来源:https://www.cnblogs.com/Rohn/archive/2020/07/04/13234419.html
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ver: 1.0 博客：https://www.cnblogs.com/Rohn 本文介紹了Shell常用的結構化語句。 數組 數組(Array)是若幹數據的集合，其中的每一份數據都稱為元素(Element)。 Bash只支持一維數組(不支持多維數組)，初始化時不需要定義數組大小，理論上可以存放無限 ...


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數組

數組(Array)是若幹數據的集合，其中的每一份數據都稱為元素(Element)。

Bash只支持一維數組(不支持多維數組)，初始化時不需要定義數組大小，理論上可以存放無限量的數據。

與大部分編程語言類似，數組元素的下標由0開始。

Shell數組用括弧來表示，元素用"空格"符號分割開。格式如下：

array_name=(ele1  ele2  ele3 ... elen)

Tips：賦值號=兩邊不能有空格，必須緊挨著數組名和數組元素。

獲取數組中的元素要使用下標[]，下標可以是一個整數，也可以是一個結果為整數的表達式；當然，下標必須大於等於0。格式如下：

${array_name[index]}

Tips：array_name是數組名，index是下標。

Shell是弱類型的，它並不要求所有數組元素的類型必須相同，例如：

arr=(10 24 'ddd' 'ab22' 5)

獲取數組所有元素

使用@或*可以獲取數組中的所有元素，格式如下：

${array_name[*]}
${array_name[@]}

獲取數組元素個數

使用#來獲取數組元素的個數，格式如下：

${#array_name[@]}
${#array_name[*]}

數組合併

數組合併，就是將兩個或兩個以上的數組合併成一個個數組，格式如下：

array_new=(${array1[@]}  ${array2[@]}...${arrayn[@]})
array_new=(${array1[*]}  ${array2[*]}...${arrayn[*]})

刪除數組元素

使用unset關鍵字來刪除數組元素，格式如下：

unset array_name[index]

如果不寫下標，則代表刪除整個數組所有元素，格式如下：

unset array_name

實例

測試ip是否ping通

#!/usr/bin/env bash
# Author: Rohn
# Version: 1.0
# Create Time: 2020/06/13
# Test network connectivity

arr_num=(3 11 25 32 200)
for i in ${arr_num[*]}; do
  ip=192.168.110.${i}
  ping -c 1 $ip >/dev/null 2>&1
  if [ $? -eq 0 ]; then
    echo "${ip} is ok."
  else
    echo "${ip} is unreachable."
  fi
done

選擇結構

Shell中的選擇結構（分支結構）有兩種形式，分別是 if-else和case-in語句，它們都根據命令的退出狀態來判斷條件是否成立。

if-else語句

基本格式

基本結構格式：

if condition; then
  statement(s)
fi

condition是判斷條件，如果condition成立（返回True），那麼then後邊的語句將會被執行；如果 condition不成立（返回False），那麼不會執行任何語句。

Tips：最後必須以fi來閉合，fi就是if 倒過來拼寫。

if-else

如果有兩個分支，就可以使用if-else語句，格式：

if condition; then
  statement1
else
  statement2
fi

如果condition成立，那麼then後邊的 statement1語句將會被執行；否則，執行else 後邊的statement2語句。

if-elif-else

當分支比較多時，可以使用if-elif-else 結構，格式：

if condition1; then
  statement1
elif condition2;then
  statement2
...
else
  statementn
fi

Tips：if和elif後邊都得跟著then。

語句的執行邏輯：

  • 如果condition1成立，那麼執行statement1，如果不成立，則執行elif語句；
  • 如果elif語句不成立，則執行else語句；

case-in語句

當分支較多，且判斷條件比較簡單時，推薦使用case-in語句。格式如下：

case expression in
  pattern1)
    statement1
    ;;
  pattern2)
    statement2
    ;;
  ...
  *)
    statementn
esac
  • expression表示表達式，既可以是一個變數、一個數字、一個字元串，還可以是一個數學計算表達式，或者是命令的執行結果，只要能夠得到expression的值就可以。
  • pattern表示匹配模式，可以是一個數字、一個字元串，甚至是一個簡單的正則表達式。

case會將expression的值與 pattern1、pattern2...patternn逐個進行匹配：

  • 如果expression和某個模式（比如 pattern2）匹配成功，就會執行這模式（比如 pattern2）後面對應的所有語句（該語句可以有一條，也可以有多條），直到遇見雙分號;;才停止；然後整個case-in語句就執行完了，程式會跳出整個 case-in語句，執行esac後面的其它語句。
  • 如果 expression 沒有匹配到任何一個模式，那麼就執行*)後面的語句（*表示其它所有值），直到遇見雙分號;;或者esac才結束。*)相當於多個if分支語句中最後的else部分。

Tips：分支*)並不是什麼語法規定，它只是一個正則表達式，*表示任意字元串，所以不管expression的值是什麼，*)總能匹配成功。因此，可以沒有*)部分,如果expression沒有匹配到任何一個模式，那麼就不執行任何操作。

除最後一個分支外(這個分支可以是普通分支，也可以是*)分支)，其它的每個分支都必須以;;結尾，;;代表一個分支的結束，不寫的話會有語法錯誤。最後一個分支可以寫;;，也可以不寫，因為無論如何，執行到esac都會結束整個case-in語句。

case-in的pattern部分支持簡單的正則表達式，具體來說，可以使用以下幾種格式：

格式 說明
* 表示任意字元串。
[abc] 表示 a、b、c 三個字元中的任意一個。比如，[15ZH] 表示 1、5、Z、H 四個字元中的任意一個。
[m-n] 表示從 m 到 n 的任意一個字元。比如，[0-9] 表示任意一個數字，[0-9a-zA-Z] 表示字母或數字。
| 表示多重選擇，類似邏輯運算中的或運算。比如，abc | xyz 表示匹配字元串 "abc" 或者 "xyz"。

用;;&終止每個條件塊，例如：

read -n 1 -p "Type a character > "
echo
case $REPLY in
  [[:upper:]])    echo "'$REPLY' is upper case." ;;&
  [[:lower:]])    echo "'$REPLY' is lower case." ;;&
  [[:alpha:]])    echo "'$REPLY' is alphabetic." ;;&
  [[:digit:]])    echo "'$REPLY' is a digit." ;;&
  [[:graph:]])    echo "'$REPLY' is a visible character." ;;&
  [[:punct:]])    echo "'$REPLY' is a punctuation symbol." ;;&
  [[:space:]])    echo "'$REPLY' is a whitespace character." ;;&
  [[:xdigit:]])   echo "'$REPLY' is a hexadecimal digit." ;;&
esac

輸出結果如下：

Type a character > a
'a' is lower case.
'a' is alphabetic.
'a' is a visible character.
'a' is a hexadecimal digit.

迴圈結構

迴圈結構語句大致分為4種：

  • while
  • until
  • for
  • select

while語句

當條件滿足時，while重覆地執行一組語句，當條件不滿足時，就退出while迴圈。格式如下：

while condition; do
  statements
done

執行流程如下：

  • 先對condition進行判斷，如果該條件成立，就進入迴圈，執while迴圈體中的語句，也就是do和done之間的語句。這樣就完成了一次迴圈。
  • 每一次執行到done的時候都會重新判斷condition是否成立，如果成立，就進入下一次迴圈，繼續執行do和done之間的語句，如果不成立，就結束整個while迴圈，執行done後面的其它Shell代碼。
  • 如果一開始condition就不成立，那麼程式就不會進入迴圈體。

死迴圈

格式一：

while true; do
  statements
done

格式二：

while [ 1 ]; do
  statements
done

until語句

until迴圈當判斷條件不成立時才進行迴圈，一旦判斷條件成立，就終止迴圈。

until condition; do
  statements
done

until迴圈的執行流程為：

  • 先對condition進行判斷，如果該條件不成立，就進入迴圈，執行until迴圈體中的語句(do和done之間的語句)，這樣就完成了一次迴圈。
  • 每一次執行到done的時候都會重新判斷condition是否成立，如果不成立，就進入下一次迴圈，繼續執行迴圈體中的語句，如果成立，就結束整個 until迴圈，執行done後面的其它Shell代碼。

for語句

C語言風格的 for 迴圈

格式如下：

for((exp1; exp2; exp3)); do
  statements
done

exp1、exp2、exp3是三個表達式，其中exp2是判斷條件，for迴圈根據exp2的結果來決定是否繼續下一次迴圈；

它的運行過程為：

  1. 先執行exp1。
  2. 再執行exp2，如果它的判斷結果是成立的，則執行迴圈體中的語句，否則結束整個for迴圈。
  3. 執行完迴圈體後再執行exp3。
  4. 重覆執行2、3步驟，直到exp2的判斷結果不成立，就結束迴圈。

for-in迴圈

格式如下：

for variable in value_list; do
  statements
done

variable表示變數，value_list表示取值列表。

每次迴圈都會從value_list中取出一個值賦給變數 variable，然後進入迴圈體(do和done之間的部分)，執行迴圈體中的statements。直到取完value_list中的所有值，迴圈就結束了。

value_list：

  • 具體的值，例如：
for i in 1 2 3 'dd';do echo $i;done
  • {start..end}，例如：
# 求1到10的和
sum=0
for i in {1..10}; do
  sum=$((sum+i))
done
echo $sum
  • 命令的執行結果，例如：
# 求100以內偶數的和
for i in $(seq 2 2 100); do
  sum=$((sum+i))
done
echo $sum
  • 通配符，例如：
# 列印當前路徑.log結尾的文件
for i in *.log; do echo $i;done

Tips：若當前路徑無.log結尾的文件，則會列印*.log

  • 特殊變數，$*、$@等，例如：
for i in $@; do
  sum=$((sum+i))
done
echo $sum

select-in語句

select-in迴圈用來增強交互性，它可以顯示出帶編號的菜單，用戶輸入不同的編號就可以選擇不同的菜單，並執行不同的功能，非常適合終端(Terminal)這樣的交互場景。格式如下：

select variable in value_list; do
  statements
done

variable表示變數，value_list表示取值列表。

例如：

echo "選擇你要學習的科目："
select i in 'Linux' 'Python' 'Java' 'C++' 'PHP'; do
  echo "你選擇了${i}。"
done

結果如下：

選擇你要學習的科目：
1) Linux
2) Python
3) Java
4) C++
5) PHP
#? 5
你選擇了PHP。
#? 2
你選擇了Python。
#? 666
你選擇了。

Tips：select是死迴圈，輸入空值或者輸入的值無效，都不會結束迴圈，只有遇到break語句，或者按下Ctrl+D組合鍵才能結束迴圈。

例如：

echo "選擇你要學習的科目："
select i in 'Linux' 'Python' 'Java' 'C++' 'PHP'; do
  echo "你選擇了${i}。"
  break
done

結果如下：

選擇你要學習的科目：
1) Linux
2) Python
3) Java
4) C++
5) PHP
#? 5
你選擇了PHP。

select-in語句常和case-in語句一起使用。

break

格式如下：

break n

n表示跳出迴圈的層數，如果省略n，則表示跳出當前。

continue

格式如下：

continue n

n表示迴圈的層數：

  • 如果省略n，則表示continue只對當前層次的迴圈語句有效，遇到continue會跳過本次迴圈，忽略本次迴圈的剩餘代碼，直接進入下一次迴圈。
  • 如果帶上n，比如n的值為2，那麼continue 對內層和外層迴圈語句都有效，不但內層會跳過本次迴圈，外層也會跳過本次迴圈，其效果相當於內層迴圈和外層迴圈同時執行了不帶n的continue。

與break的區別：

  • break用來結束當前整個迴圈；
  • continue用來結束本次迴圈，直接跳到下一次迴圈，如果迴圈條件成立，還會繼續迴圈；

函數

函數的本質是一段可以重覆使用的腳本代碼，這段代碼被提前編寫好了，放在了指定的位置，使用時直接調取即可。

函數定義

格式如下：

function func_name() {
    statements
    [return value]
}

Tips：關鍵詞function是可選的，但必須在一個項目中保持一致。

說明：

  • function是Shell中的關鍵字，專門用來定義函數，可以不寫，但要求在整個項目腳本中保持一致，即統一不寫或都寫；
  • func_name是函數名，按照約定規範，函數名後面必須帶上()；
  • statements是函數要執行的代碼，也就是一組語句；
  • return value表示函數的返回值，其中return 是Shell關鍵字，專門用在函數中返回一個值；這一部分可以寫也可以不寫。

函數調用

調用Shell函數時可以給它傳遞參數，也可以不傳遞。如果不傳遞參數，直接給出函數名字即可，格式如下：

func_name

如果傳遞參數，那麼多個參數之間以空格分隔：

func_name param1 param2 param3...

Tips：不管是哪種調用方式，函數名字後面都不需要帶()

函數參數

函數參數是Shell位置參數的一種，在函數內部可以使用$n來接收，例如，$1表示第一個參數，$2表示第二個參數，依次類推。

除了$n，還有另外三個比較重要的變數：

  • $#可以獲取傳遞的參數的個數；
  • $@或者$*可以一次性獲取所有的參數

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