第五章：Shell脚本中的控制结构-Shell编程入门与实战

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### 第五章：Shell脚本中的控制结构

在Shell脚本编程中，控制结构是构建强大、灵活脚本的基石。它们允许脚本根据条件执行不同的代码块，或者重复执行某些操作直到满足特定条件。掌握Shell脚本中的控制结构对于提高脚本的效率和可读性至关重要。本章将详细介绍Shell脚本中几种关键的控制结构，包括条件判断（if语句）、循环结构（for循环、while循环、until循环）以及case语句。

#### 5.1 条件判断：if语句

`if`语句是Shell脚本中最基本的条件判断结构，它允许脚本根据条件的真假执行不同的代码块。`if`语句的基本语法如下：

```bash
if [ 条件判断式 ]; then
    # 条件为真时执行的命令
else
    # 条件为假时执行的命令（可选）
fi
```

注意，`[ 条件判断式 ]`两边的空格是必需的，因为`[`实际上是`test`命令的别名，空格是命令和参数之间的分隔符。

**示例**：检查文件是否存在

```bash
if [ -e /path/to/file ]; then
    echo "文件存在"
else
    echo "文件不存在"
fi
```

除了基本的`if-else`结构，还可以使用`elif`（else if）来添加多个条件分支：

```bash
if [ 条件1 ]; then
    # 条件1为真时执行的命令
elif [ 条件2 ]; then
    # 条件2为真时执行的命令
else
    # 所有条件都不满足时执行的命令
fi
```

#### 5.2 循环结构

循环结构允许脚本重复执行一组命令，直到满足某个条件为止。Shell脚本中常用的循环结构有for循环、while循环和until循环。

##### 5.2.1 for循环

`for`循环用于遍历一系列的值或对象，并对每个值执行一系列命令。`for`循环的基本语法有两种形式：C语言风格的for循环和Shell风格的for循环。

**C语言风格的for循环**：

```bash
for (( 初始化表达式; 条件判断式; 更新表达式 ))
do
    # 循环体
done
```

**Shell风格的for循环**（遍历列表）：

```bash
for 变量名 in 列表
do
    # 循环体
done
```

**示例**：使用Shell风格的for循环遍历一个数字列表

```bash
for i in 1 2 3 4 5
do
    echo "The number is $i"
done
```

##### 5.2.2 while循环

`while`循环会在条件为真时重复执行一组命令。其基本语法如下：

```bash
while [ 条件判断式 ]
do
    # 循环体
done
```

**示例**：使用while循环计算1到10的和

```bash
sum=0
i=1
while [ $i -le 10 ]
do
    sum=$((sum + i))
    i=$((i + 1))
done
echo "The sum is $sum"
```

##### 5.2.3 until循环

`until`循环与`while`循环相反，它在条件为假时执行循环体，直到条件变为真时停止。其基本语法如下：

```bash
until [ 条件判断式 ]
do
    # 循环体
done
```

**示例**：使用until循环等待用户输入特定单词

```bash
until [ "$REPLY" = "quit" ]
do
    read -p "Enter a word (or 'quit' to exit): " REPLY
    if [ "$REPLY" = "quit" ]; then
        echo "Exiting..."
    else
        echo "You entered: $REPLY"
    fi
done
```

#### 5.3 case语句

`case`语句是一种多路分支选择结构，它允许脚本根据变量的不同值执行不同的命令块。其基本语法如下：

```bash
case 变量名 in
    模式1)
        # 模式1匹配时执行的命令
        ;;
    模式2)
        # 模式2匹配时执行的命令
        ;;
    *)
        # 默认模式（没有模式匹配时）
        ;;
esac
```

**示例**：使用case语句处理用户输入

```bash
read -p "Enter a number (1-3): " num
case $num in
    1)
        echo "You chose 1"
        ;;
    2)
        echo "You chose 2"
        ;;
    3)
        echo "You chose 3"
        ;;
    *)
        echo "Invalid input"
        ;;
esac
```

#### 5.4 控制结构的高级用法

除了上述基本的控制结构外，Shell脚本还提供了一些高级用法，如循环控制语句（`break`和`continue`）和函数中的控制流。

- **`break`**：用于立即退出当前循环。可以指定退出的循环层级（默认为1）。
- **`continue`**：用于跳过当前循环的剩余部分，直接开始下一次循环的迭代。

**示例**：使用`break`和`continue`

```bash
for i in 1 2 3 4 5
do
    if [ $i -eq 3 ]; then
        break  # 退出循环
    elif [ $i -eq 4 ]; then
        continue  # 跳过当前迭代
    fi
    echo "Number is $i"
done
# 输出：Number is 1
#       Number is 2
```

### 总结

掌握Shell脚本中的控制结构是编写高效、可读性强脚本的关键。通过`if`语句、循环结构（`for`、`while`、`until`）以及`case`语句，你可以构建出能够处理复杂逻辑和条件的脚本。此外，了解`break`和`continue`等控制语句的高级用法，可以进一步提升脚本的灵活性和控制力。通过不断实践和学习，你将能够编写出更加强大和实用的Shell脚本。

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