2.36 Shell for

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除了 while 循环和 until 循环，Shell 脚本还提供了 for 循环，它更加灵活易用，更加简洁明了。Shell for 循环有两种使用形式，下面我们逐一讲解。

C语言风格的 for 循环

C语言风格的 for 循环的用法如下：

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

几点说明：

  • exp1、exp2、exp3 是三个表达式，其中 exp2 是判断条件，for 循环根据 exp2 的结果来决定是否继续下一次循环；
  • statements 是循环体语句，可以有一条，也可以有多条；
  • do 和 done 是 Shell 中的关键字。

它的运行过程为：
1) 先执行 exp1。

2) 再执行 exp2，如果它的判断结果是成立的，则执行循环体中的语句，否则结束整个 for 循环。

3) 执行完循环体后再执行 exp3。

4) 重复执行步骤 2) 和 3)，直到 exp2 的判断结果不成立，就结束循环。

上面的步骤中，2) 和 3) 合并在一起算作一次循环，会重复执行，for 语句的主要作用就是不断执行步骤 2) 和 3)。

exp1 仅在第一次循环时执行，以后都不会再执行，可以认为这是一个初始化语句。exp2 一般是一个关系表达式，决定了是否还要继续下次循环，称为“循环条件”。exp3 很多情况下是一个带有自增或自减运算的表达式，以使循环条件逐渐变得“不成立”。

for 循环的执行过程可用下图表示：

下面我们给出一个实际的例子，计算从 1 加到 100 的和。

#!/bin/bash

sum=0

for ((i=1; i<=100; i++))
do
    ((sum += i))
done

echo "The sum is: $sum"

运行结果：

The sum is: 5050

代码分析：
1) 执行到 for 语句时，先给变量 i 赋值为 1，然后判断 i<=100 是否成立；因为此时 i=1，所以 i<=100 成立。接下来会执行循环体中的语句，等循环体执行结束后（sum 的值为1），再计算 i++。

2) 第二次循环时，i 的值为2，i<=100 成立，继续执行循环体。循环体执行结束后（sum的值为3），再计算 i++。

3) 重复执行步骤 2)，直到第 101 次循环，此时 i 的值为 101，i<=100 不再成立，所以结束循环。

由此我们可以总结出 for 循环的一般形式为：

for(( 初始化语句; 判断条件; 自增或自减 ))
do
  statements
done

for 循环中的三个表达式

for 循环中的 exp1（初始化语句）、exp2（判断条件）和 exp3（自增或自减）都是可选项，都可以省略（但分号;必须保留）。

1) 修改“从 1 加到 100 的和”的代码，省略 exp1：

#!/bin/bash

sum=0
i=1

for ((; i<=100; i++))
do
    ((sum += i))
done

echo "The sum is: $sum"

可以看到，将i=1移到了 for 循环的外面。

2) 省略 exp2，就没有了判断条件，如果不作其他处理就会成为死循环，我们可以在循环体内部使用 break 关键字强制结束循环：

#!/bin/bash

sum=0

for ((i=1; ; i++))
do
    if(( i>100 )); then
        break
    fi
    ((sum += i))
done

echo "The sum is: $sum"

break 是 Shell 中的关键字，专门用来结束循环，后续章节还会深入讲解。

3) 省略了 exp3，就不会修改 exp2 中的变量，这时可在循环体中加入修改变量的语句。例如：

#!/bin/bash

sum=0

for ((i=1; i<=100; ))
do
    ((sum += i))
    ((i++))
done

echo "The sum is: $sum"

4) 最后给大家看一个更加极端的例子，同时省略三个表达式：

#!/bin/bash

sum=0
i=0

for (( ; ; ))
do
     if(( i>100 )); then
        break
    fi
    ((sum += i))
    ((i++))
done

echo "The sum is: $sum"

这种写法并没有什么实际意义，仅仅是为了给大家做演示。

Python 风格的 for in 循环

Python 风格的 for in 循环的用法如下：

for variable in value_list
do
  statements
done

variable 表示变量，value_list 表示取值列表，in 是 Shell 中的关键字。

in value_list 部分可以省略，省略后的效果相当于 in $@，本文末尾的「value_list 使用特殊变量」将会详细讲解。

每次循环都会从 value_list 中取出一个值赋给变量 variable，然后进入循环体（do 和 done 之间的部分），执行循环体中的 statements。直到取完 value_list 中的所有值，循环就结束了。

Shell for in 循环举例：

#!/bin/bash

sum=0

for n in 1 2 3 4 5 6
do
    echo $n
     ((sum+=n))
done

echo "The sum is "$sum

运行结果：

1
2
3
4
5
6
The sum is 21

对 value_list 的说明

取值列表 value_list 的形式有多种，你可以直接给出具体的值，也可以给出一个范围，还可以使用命令产生的结果，甚至使用通配符，下面我们一一讲解。

1) 直接给出具体的值

可以在 in 关键字后面直接给出具体的值，多个值之间以空格分隔，比如1 2 3 4 5、"abc" "390" "tom"等。

上面的代码中用一组数字作为取值列表，下面我们再演示一下用一组字符串作为取值列表：

#!/bin/bash

for str in "Linux学习指南" "http://linuxyz.cn/" "成立7年了" "日IP数万"
do
    echo $str
done

运行结果：

Linux学习指南
http://linuxyz.cn/
成立7年了
日IP数万

2) 给出一个取值范围

给出一个取值范围的具体格式为：

{start..end}

start 表示起始值，end 表示终止值；注意中间用两个点号相连，而不是三个点号。根据笔者的实测，这种形式只支持数字和字母。

例如，计算从 1 加到 100 的和：

#!/bin/bash

sum=0

for n in {1..100}
do
    ((sum+=n))
done

echo $sum

运行结果：
5050

再如，输出从 A 到 z 之间的所有字符：

#!/bin/bash

for c in {A..z}
do
    printf "%c" $c
done

输出结果：

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[]^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

可以发现，Shell 是根据 ASCII 码表来输出的。

3) 使用命令的执行结果

使用反引号``或者$()都可以取得命令的执行结果，我们在《Shell变量 》一节中已经进行了详细讲解，并对比了两者的优缺点。本节我们使用$()这种形式，因为它不容易产生混淆。

例如，计算从 1 到 100 之间所有偶数的和：

#!/bin/bash

sum=0

for n in $(seq 2 2 100)
do
    ((sum+=n))
done

echo $sum

运行结果：
2550

seq 是一个 Linux 命令，用来产生某个范围内的整数，并且可以设置步长，不了解的读者请自行百度。seq 2 2 100表示从 2 开始，每次增加 2，到 100 结束。

再如，列出当前目录下的所有 Shell 脚本文件：

#!/bin/bash

for filename in $(ls *.sh)
do
    echo $filename
done

运行结果：

demo.sh
test.sh
abc.sh

ls 是一个 Linux 命令，用来列出当前目录下的所有文件，*.sh表示匹配后缀为.sh的文件，也就是 Shell 脚本文件。

4) 使用 Shell 通配符

Shell 通配符可以认为是一种精简化的正则表达式，通常用来匹配目录或者文件，而不是文本。

有了 Shell 通配符，不使用 ls 命令也能显示当前目录下的所有脚本文件，请看下面的代码：

#!/bin/bash

for filename in *.sh
do
    echo $filename
done

运行结果：

demo.sh
test.sh
abc.sh

5) 使用特殊变量

Shell 中有多个特殊的变量，例如 $#、$*、$@、$?、$$ 等，在 value_list 中就可以使用它们。

#!/bin/bash

function func(){
    for str in $@
    do
        echo $str
    done
}

func C++ Java Python C#

运行结果：

C++
Java
Python
C#

其实，我们也可以省略 value_list，省略后的效果和使用$@一样。请看下面的演示：

#!/bin/bash

function func(){
    for str
    do
        echo $str
    done
}

func C++ Java Python C#

运行结果：

C++
Java
Python
C#

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