第30章 : 流程控制：while/until 循环

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第30章 : 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，而且能一次又一次的选择，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。

30.1 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”。

30.1.1 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：

[me@linuxbox ~]$ 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。

30.2 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。 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。 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，来提高程序执行的效率。通过使用 continue 命令，当一个选项确定后，程序会跳过不需执行的其他代码。例如，如果选择了选项"1"，则没有理由去测试其它选项。

30.2.1 until

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。至于使用 while 循环还是 until 循环，通常是选择其 test 判断条件最容易写的那种。

30.3 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。

30.4 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。

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