4.3 流程控制语句

尽管此时可以通过使用Linux命令、管道符、重定向以及条件测试语句来编写最基本的Shell脚本，但是这种脚本并不适用于生产环境。原因是它不能根据真实的工作需求来调整具体的执行命令，也不能根据某些条件实现自动循环执行。例如，我们需要批量创建1000位用户，首先要判断这些用户是否已经存在；若不存在，则通过循环语句让脚本自动且依次创建他们。

接下来我们通过if、for、while、case这4种流程控制语句来学习编写难度更大、功能更强的Shell脚本。为了保证下文的实用性和趣味性，做到寓教于乐，我会尽可能多地讲解各种不同功能的Shell脚本示例，而不是逮住一个脚本不放，在它原有内容的基础上修修补补。尽管这种修补式的示例教学也可以让读者明白理论知识，但是却无法开放思路，不利于日后的工作。

4.3.1 if条件测试语句

if条件测试语句可以让脚本根据实际情况自动执行相应的命令。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；其复杂度随着灵活度一起逐级上升。

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，相当于口语的“如果……那么……”。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4-17所示。

图4-17 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文件是否存在，若存在就结束条件判断和整个Shell脚本，反之则去创建这个目录：

[root@linuxprobe ~]# vim mkcdrom.sh
#!/bin/bash
DIR="/media/cdrom"
if [ ! -e $DIR ]
then
mkdir -p $DIR
fi

由于第5章才讲解用户身份与权限，因此这里继续用“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：

[root@linuxprobe ~]# bash mkcdrom.sh
[root@linuxprobe ~]# ls -d /media/cdrom
/media/cdrom

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，相当于口语的“如果……那么……或者……那么……”。if条件语句的双分支结构也是一种很简单的判断结构，语法格式如图4-18所示。

图4-18 双分支的if条件语句

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联通性，而Linux系统中的ping命令不像Windows一样尝试4次就结束，因此为了避免用户等待时间过长，需要通过-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。

[root@linuxprobe ~]# vim chkhost.sh
#!/bin/bash
ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $1 &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "Host $1 is On-line."
else
echo "Host $1 is Off-line."
fi

我们在4.2.3小节中用过$?变量，作用是显示上一次命令的执行返回值。若前面的那条语句成功执行，则$?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。这里的服务器IP地址为192.168.10.10，我们来验证一下脚本的效果：

[root@linuxprobe ~]# bash chkhost.sh 192.168.10.10
Host 192.168.10.10 is On-line.
[root@linuxprobe ~]# bash chkhost.sh 192.168.10.20
Host 192.168.10.20 is Off-line.

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，相当于口语的“如果……那么……如果……那么……”。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4-19所示。

图 4-19 多分支的if条件语句

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定的提示信息。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，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；若两次都落空（即两次的匹配操作都失败了），则输出Fail字样：

[root@linuxprobe ~]# vim chkscore.sh
#!/bin/bash
read -p "Enter your score（0-100）：" GRADE
if [ $GRADE -ge 85 ] && [ $GRADE -le 100 ] ; then
echo "$GRADE is Excellent"
elif [ $GRADE -ge 70 ] && [ $GRADE -le 84 ] ; then
echo "$GRADE is Pass"
else
echo "$GRADE is Fail" 
fi
[root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh
Enter your score（0-100）：88
88 is Excellent
[root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh 
Enter your score（0-100）：80
80 is Pass

下面执行该脚本。当用户输入的分数分别为30和200时，其结果如下：

[root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh  
Enter your score（0-100）：30
30 is Fail
[root@linuxprobe ~]# bash chkscore.sh
Enter your score（0-100）：200 
200 is Fail

为什么输入的分数为200时，依然显示Fail呢？原因很简单—没有成功匹配脚本中的两个条件判断语句，因此自动执行了最终的兜底策略。可见，这个脚本还不是很完美，建议读者自行完善这个脚本，使得用户在输入大于100或小于0的分数时，给予Error报错字样的提示。

4.3.2 for条件循环语句

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循环语句再适合不过了。for循环语句的语法格式如图4-20所示。

图4-20 for循环语句的语法格式

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users.txt，每个用户名称单独一行。读者可以自行决定具体的用户名称和个数：

[root@linuxprobe ~]# vim users.txt
andy
barry
carl
duke
eric
george

接下来编写Shell脚本Example.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users.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。

需要多说一句，/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。

[root@linuxprobe ~]# vim Example.sh
#!/bin/bash
read -p "Enter The Users Password : " PASSWD
for UNAME in `cat users.txt`
do
id $UNAME &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "Already exists"
else
useradd $UNAME &> /dev/null
echo "$PASSWD" | passwd --stdin $UNAME &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "$UNAME , Create success"
else
echo "$UNAME , Create failure"
fi
fi
done

执行批量创建用户的Shell脚本Example.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“用户账户创建成功”（Create success）的提示后不会有其他内容。

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。

[root@linuxprobe ~]# bash Example.sh
Enter The Users Password : linuxprobe
andy , Create success
barry , Create success
carl , Create success
duke , Create success
eric , Create success
george , Create success
[root@linuxprobe ~]# tail -6 /etc/passwd
andy:x:1001:1001::/home/andy:/bin/bash
barry:x:1002:1002::/home/barry:/bin/bash
carl:x:1003:1003::/home/carl:/bin/bash
duke:x:1004:1004::/home/duke:/bin/bash
eric:x:1005:1005::/home/eric:/bin/bash
george:x:1006:1006::/home/george:/bin/bash

您还记得在学习双分支if条件语句时，用到的那个测试主机是否在线的脚本么？既然我们现在已经掌握了for循环语句，不妨做些更酷的事情，比如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ipadds.txt：

[root@linuxprobe ~]# vim ipadds.txt
192.168.10.10
192.168.10.11
192.168.10.12

然后前面的双分支if条件语句与for循环语句相结合，让脚本从主机列表文件ipadds.txt中自动读取IP地址（用来表示主机）并将其赋值给HLIST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）是一种完全类似于第3章的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。大家在编写脚本时，多学习几种类似的新方法，可在工作中大显身手：

[root@linuxprobe ~]# vim CheckHosts.sh
#!/bin/bash
HLIST=$(cat ~/ipadds.txt)
for IP in $HLIST
do
ping -c 3 -i 0.2 -W 3 $IP &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ] ; then
echo "Host $IP is On-line."
else
echo "Host $IP is Off-line."
fi
done
[root@linuxprobe ~]# ./CheckHosts.sh
Host 192.168.10.10 is On-line.
Host 192.168.10.11 is Off-line.
Host 192.168.10.12 is Off-line.

4.3.3 while条件循环语句

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4-21所示。

图4-21 while循环语句的语法格式

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），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。这个判断语句分为三种情况，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。当前，现在这些内容不是重点，我们当前要关注的是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，这两者相等之后才运行exit 0命令，终止脚本的执行。

[root@linuxprobe ~]# vim Guess.sh
#!/bin/bash
PRICE=$(expr $RANDOM % 1000)
TIMES=0
echo "商品实际价格为0-999之间，猜猜看是多少？"
while true
do
read -p "请输入您猜测的价格数目：" INT
let TIMES++
if [ $INT -eq $PRICE ] ; then
echo "恭喜您答对了，实际价格是 $PRICE"
echo "您总共猜测了 $TIMES 次"
exit 0
elif [ $INT -gt $PRICE ] ; then
echo "太高了！"
else
echo "太低了！"
fi
done

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。这可以让用户得知总共猜测了多少次之后，才猜对价格。

[root@linuxprobe ~]# bash Guess.sh
商品实际价格为0-999之间，猜猜看是多少？
请输入您猜测的价格数目：500
太低了！
请输入您猜测的价格数目：800
太高了！
请输入您猜测的价格数目：650
太低了！
请输入您猜测的价格数目：720
太高了！
请输入您猜测的价格数目：690
太低了！
请输入您猜测的价格数目：700
太高了！
请输入您猜测的价格数目：695
太高了！
请输入您猜测的价格数目：692
太高了！
请输入您猜测的价格数目：691
恭喜您答对了，实际价格是 691
您总共猜测了 9 次

4.3.4 case条件测试语句

如果您之前学习过C语言，看到这一小节的标题肯定会会心一笑“这不就是switch语句嘛！”是的，case条件测试语句和switch语句的功能非常相似！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；而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4-22所示。

图4-22 case条件测试语句的语法结构

在前文介绍的Guess.sh脚本中有一个致命的弱点—只能接受数字！您可以尝试输入一个字母，会发现脚本立即就崩溃了。原因是字母无法与数字进行大小比较，例如，“a是否大于等于3”这样的命题是完全错误的。我们必须有一定的措施来判断用户的输入内容，当用户输入的内容不是数字时，脚本能予以提示，从而免于崩溃。

通过在脚本中组合使用case条件测试语句和通配符（详见第3章），完全可以满足这里的需求。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。

[root@linuxprobe ~]# vim Checkkeys.sh
#!/bin/bash
read -p "请输入一个字符，并按Enter键确认：" KEY
case "$KEY" in
[a-z]|[A-Z])
echo "您输入的是 字母。"
;;
[0-9])
echo "您输入的是 数字。"
;;
*)
echo "您输入的是 空格、功能键或其他控制字符。"
esac
[root@linuxprobe ~]# bash Checkkeys.sh
请输入一个字符，并按Enter键确认：6
您输入的是 数字。
[root@linuxprobe ~]# bash Checkkeys.sh
请输入一个字符，并按Enter键确认：p
您输入的是 字母。
[root@linuxprobe ~]# bash Checkkeys.sh
请输入一个字符，并按Enter键确认：^[[15~
您输入的是 空格、功能键或其他控制字符。