五、流程控制之循环

目录

5.1 步进循环语句for

5.1.1 带列表的for循环语句

5.1.2 不带列表的for循环语句

5.1.3 类C风格的for循环语句

5.2 while循环语句

5.2.1 while循环读取文件

5.2.2 while循环语句示例

5.3 until循环语句

5.4 select循环语句

5.5 嵌套循环

---

5.1 步进循环语句for

for循环是最简单，也是最常用的循环语句。与其他的程序设计语言一样，for循环都是初学者在学习循环结构时的入门课程。for循环通常用于遍历整个对象或者数字列表。按照循环条件的不同，for循环语句可以分为带列表的for循环、不带列表的for循环以及类C风格的for循环。

5.1.1 带列表的for循环语句

带列表的for循环通常用于将一组语句执行已知的次数，其基本语法如下：

for variable in list
do
 statement1
 statement2
 ...
done

在上面的语法中，variable称为循环变量，list是一个列表，可以是一系列的数字或者字符串，元素之间使用空格隔开。do和done之间的所有的语句称为循环体，即循环结构中重复执行的语句。for循环体的执行次数与list中元素的个数有关。在带列表的for语句执行时，Shell会将in关键字后面的list列表的第1个元素的值赋给变量variable，然后执行循环体；当循环体中的语句执行完毕之后，Shell会将列表中的第2个元素的值赋给变量variable，然后再次执行循环体。当list列表中的所有的元素都被访问后，for循环结构终止，程序将继续执行done语句后面的其他的语句。

示例1：直接列出变量列表所有元素

方法1：直接列出元素方法
[root@kittod ~]# cat list.sh
#!/bin/bash
 
for IP in 192.168.132.128 192.168.132.129
do
    echo $IP
done
 
[root@kittod ~]# chmod +rx list.sh
[root@kittod ~]# ./list.sh
192.168.132.128
192.168.132.129
 
 
方法2：使用大括号
[root@kittod ~]# cat list2.sh
#!/bin/bash
 
for IP in 192.168.132.12{8..9}
do
    echo $IP
done
[root@kittod ~]# chmod a+rx list2.sh
[root@kittod ~]# ./list2.sh
192.168.132.128
192.168.132.129
 
 
方法3：使用seq
[root@kittod ~]# cat list3.sh
#!/bin/bash
 
for IP in $(seq -f "192.168.132.12%1g" 1 5)
do
    echo $IP
done
[root@kittod ~]# chmod a+rx list3.sh
[root@kittod ~]# ./list3.sh
192.168.132.121
192.168.132.122
192.168.132.123
192.168.132.124
192.168.132.125
 
说明：seq的用法如下
[root@kittod ~]# seq 1 5
1
2
3
4
5
[root@kittod ~]# seq 1 2 10
1
3
5
7
9
 
选项：
-s 指定输出的分隔符，默认为\n，即默认为回车换行
 
[root@kittod ~]# seq -s + 1 10 
1+2+3+4+5+6+7+8+9+10
 
[root@kittod ~]# seq -s "`echo -e "\t"`" 9 11   #echo -e启用转译字符
9 	10 	11
 
-w 指定为定宽输出，不能和-f一起用
[root@kittod ~]# seq -w 8 11
08
09
10
11
[root@kittod ~]# seq -w 99 103
099
100
101
102
103
 
-f 按照指定的格式输出，不能和-w一起使用,在没有使用-f选项指定格式时，默认格式为%g，类似于printf
[root@kittod ~]# seq 8 11
8
9
10
11
[root@kittod ~]# seq -f '%g' 8 11
8
9
10
11
[root@kittod ~]# seq -f '%3g' 8 11
8
9
10
11
[root@kittod ~]# seq -f '%03g' 8 11
008
009
010
011
[root@kittod ~]# seq -f "dir%g" 1 5
dir1
dir2
dir3
dir4
dir5
[root@kittod ~]# mkdir $(seq -f 'dir%03g' 1 10)
[root@kittod ~]# ll
total 10
drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 4 15:59 dir001
drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 4 15:59 dir002
drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 4 15:59 dir003
drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 4 15:59 dir004
drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 4 15:59 dir005
drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 4 15:59 dir006
drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 4 15:59 dir007
drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 4 15:59 dir008
drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 4 15:59 dir009
drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 4 15:59 dir010

示例2：获取当前目录下的文件名作为变量列表打印输出

[root@kittod ~]# cat list4.sh
#!/bin/bash
for FILE in $(ls -F | grep -v /$) #ls -F 表明查看一个文件，/$表示以/结尾
do
    echo $FILE
done
[root@kittod ~]# chmod a+rx list4.sh
[root@kittod ~]# ./list4.sh
list2.sh
list3.sh
list4.sh
list.sh
说明：
[root@kittod ~]# ls -F / | grep -v /$
bin@
lib@
lib64@
sbin@

示例3：打印出下面语句中字符数不大于6的单词

rabbit is favorite to eat cabbage

[root@kittod ~]# cat 3.sh
#!/bin/bash
for n in rabbit is favorite to eat cabbage
do
    if [ `expr length $n` -le 6 ];then
        echo $n
    fi
done
[root@kittod ~]# chmod a+rx 3.sh
[root@kittod ~]# ./3.sh
rabbit
is
to
eat

Shell允许用户指定for语句的步长。当用户需要另外指定步长时，其基本语法如下：

for varibale in {start..end..step}
do
 statement1
 statement2
 ...
done

示例：通过for循环，计算100以内奇数的和

[root@kittod ~]# cat 4.sh
#!/bin/bash
sum=0
for i in {1..100..2}
do
    let "sum+=i"
done
    echo "the sum is $sum"
    
[root@kittod ~]# chmod a+rx 4.sh
[root@kittod ~]# ./4.sh
the sum is 2500
 
 
let用法：
应用变量时不需要使用$
[root@kittod ~]# no1=2
[root@kittod ~]# no2=4
[root@kittod ~]# let result=no1+no2
[root@kittod ~]# echo $result
6
 
自加：
[root@kittod ~]# let no1++
[root@kittod ~]# echo $no1
3
 
自减：
[root@kittod ~]# let no1--
[root@kittod ~]# echo $no1
2
 
[root@kittod ~]# a=2
[root@kittod ~]# let "a+=1"
[root@kittod ~]# echo $a
3
[root@kittod ~]# let "a-=1"
[root@kittod ~]# echo $a
2
[root@kittod ~]# let "a*=2"
[root@kittod ~]# echo $a
4
[root@kittod ~]# let "a/=2"
[root@kittod ~]# echo $a
2
[root@kittod ~]# let "a=$a**3"
[root@kittod ~]# echo $a
8

5.1.2 不带列表的for循环语句

在某些特殊情况下，for循环的条件列表可以完全省略，称为不带列表的for循环语句。如果没有为for循环提供条件列表，Shell将从命令行获取条件列表。不带列表的for循环语句的一般语法如下：

for variable
do
   statement1
   statement2
   ...
done

由于系统变量$@同样可以获取所有的参数，所以以上的语法等价于以下语法：

for variable in $@或$*
do
 statement1
 statement2
 ...
done

示例：

[root@kittod ~]# cat 5.sh
#!/bin/bash
for arg
do
    echo $arg
done
[root@kittod ~]# bash 5.sh {1..6}
1
2
3
4
5
6

5.1.3 类C风格的for循环语句

for ((expression1;expression2;expression3))
do
 statement1;
 statement2;
 ...
done

在上面的语法中，for循环语句的执行条件被2个圆括号包括起来。执行条件分为3个部分，由2个分号隔开，第1部分expression1通常是条件变量初始化的语句；第2部分expression2是决定是否执行for循环的条件。当expression2的值为0时，执行整个循环体；当expression2的值为非0时，退出for循环体。第3部分，即表达式expression3通常用来改变条件变量的值，例如递增或者递减等。

示例1：批量创建用户：

用户名以test开头，按数字序号变化；

一共添加30个账号，即test01，tes02...,test30

用户初始密码为123456

分析：
 根据要求使用循环语句完成
 创建用户使用useradd命令，根据命名规则，10以下的需要加0
 初始账号设置方法（echo “123456” |passwd –stdin username）

解答：

[root@kittod ~]# cat add_user.sh
#!/bin/bash
for ((i=1;i<=30;i++))
do
  if [ $i -lt 10 ]
  then
    user=test0$i
  else
    user=test$i
  fi
  
  if ! id -u $user &> /dev/null
  then
      useradd $user
      echo "12456" | passwd --stdin $user &> /dev/null
  else
      echo "$user is exists..."
  fi
done
[root@kittod ~]# bash add_user.sh
[root@kittod ~]# grep test /etc/passwd | cut -d ":" -f1
test01
test02
test03
test04
test05
test06
test07
test08
test09
test10
test11
test12
test13
test14
test15
test16
test17
test18
test19
test20
注意：可以简化写法，直接用for带列表的循环，这样就不用for里面嵌套if判断
比如for i in {01..30}

示例2：编写一个 Shell 程序，实现判断当前网络（假定为192.168.1.0/24，根据实际情况实现）里，当前在线用户的IP有哪些。

[root@kittod ~]# cat online_host.sh
#!/bin/bash
for ((i=1;i<=254;i++))
do
  if ping -c 1 192.168.132.$i &> /dev/null
  then
    echo "192.168.132.$i is up..."
  else
    echo "192.168.132.$i is unknown..."
  fi
done

5.2 while循环语句

while循环是另外一种常见的循环结构。使用while循环结构，可以使得用户重复执行一系列的操作，直到某个条件的发生。这听起来好像跟until循环非常相似，但是与until语句相比，while语句有着较大的区别。

while循环语句的基本语法如下：

while expression
do
 statement1
 statement2
 ...
done

在上面的语法中，expression表示while循环体执行时需要满足的条件。虽然可以使用任意合法的Shell命令，但是，通常情况下，expression代表一个测试表达式，当expression的值为0时才执行循环体中的语句，每次执行到done时就会重新判断while条件表达式是否成立，当expression的值为非0值时，将退出循环体。与其他的循环结构一样，do和done这2个关键字之间的语句构成了循环体。

5.2.1 while循环读取文件

方法一：采用exec读取文件，然后进入while循环处理
[root@kittod ~]# cat file
shuju1
shuju2
shuju3
shuju4
[root@kittod ~]# cat file.sh
#!/bin/bash
exec < file
while read a   #read是按行赋值给a
do
    echo $a
done
[root@kittod ~]# bash file.sh
shuju1
shuju2
shuju3
shuju4
 
 
方法二：使用cat读文件，然后通过管道进入while循环处理
#!/bin/bash
cat file | while read line
do
        echo $line
done
 
 
方法三：通过在while循环结尾，使用输入重定向方式
while read line
do
       echo $line
done < File

5.2.2 while循环语句示例

示例1：猜商品价格

通过变量RANDOM获得随机数价格

提示用户猜测并记录次数，猜中后退出循环

分析： 产生随机数价格 猜中退出循环，显然要用死循环（while true），满足条件退出程序
通过if条件判断，根据用户输入数值和生成随机数比较 记录猜测次数，每猜测一次加1

解答：

[root@kittod ~]# cat price.sh
#!/bin/bash
PRICE=$[ $RANDOM % 100 ]  #$RANDOM 生成一个随机数
TIMES=0
while true  #注意：此处要写ture不能写1
do
   read -p "Please enter the product price [0-99] : " INT
   let TIMES++
  if [ $INT -eq $PRICE ]
  then
    echo "Good luck,you guessed it."
    echo "You have guessed $TIMES times."
    exit 0
  elif [ $INT -gt $PRICE ]
  then
    echo "$INT is too high"
  else
    echo "$INT is too low"
  fi
done
[root@kittod ~]# bash price.sh
Please enter the product price [0-99] : 80
80 is too low
Please enter the product price [0-99] : 40
40 is too low
Please enter the product price [0-99] : 90
90 is too high
Please enter the product price [0-99] : 85
85 is too low
Please enter the product price [0-99] : 88
88 is too high
Please enter the product price [0-99] : 87
87 is too high
Please enter the product price [0-99] : 86
Good luck,you guessed it.
You have guessed 7 times.
通用的算法公式%random%%%(max-min+1)+min来产生[min,max]区间里的随机数，最大值
和最小值均能取到。

示例2：while读取文件

工作过程中遇到要从一个ip列表中获取ip port，然后ssh ip 到目标机器进行特定的操作

[root@kittod ~]# cat iplist
192.168.132.128 22
192.168.132.129 22
192.168.132.130 22
[root@kittod ~]# cat ssh_port.sh
#!/bin/bash
while read line
do
  IP=$(echo $line |awk '{print $1}')   #awk '{print $1}' 截取并打印第一列
  PORT=$(echo $line | awk '{print $2}')  #awk '{print $2}' 截取并打印第二列
  echo "IP: $IP, PORT: $PORT"
done < iplist  #将iplist中的数据进行循环
 
[root@kittod ~]# bash ssh_port.sh
IP: 192.168.132.128, PORT: 22
IP: 192.168.132.129, PORT: 22
IP: 192.168.132.130, PORT: 22
 
注意：
[root@kittod ~]# cat ssh_port.sh
#!/bin/bash
while read line
do
IP=$(echo $line |awk '{print $1}')
PORT=$(echo $line | awk '{print $2}')
echo "IP: $IP, PORT: $PORT"
ssh root@$IP
done < iplist
[root@kittod ~]# bash ssh_port.sh
IP: 192.168.132.128, PORT: 22
Pseudo-terminal will not be allocated because stdin is not a terminal.
The authenticity of host '192.168.132.128 (192.168.132.128)' can't be
established.
ECDSA key fingerprint is
SHA256:Rwf0ESUa0h81yrog0NwU5f1rFuE9PJ1iByFEfwlKWKk.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no/[fingerprint])?
yes
Warning: Permanently added '192.168.132.128' (ECDSA) to the list of
known hosts.
root@192.168.132.128's password:
-bash: line 1: 192.168.132.129: command not found
-bash: line 2: 192.168.132.130: command not found
 
如果在while循环中调用了ssh命令，那么ssh就会把当前输入中所有的数据读走，也就是重定
向给while命令的数据，都被ssh命令读走了，以至于下次循环的时候，read读到的内容为
空，导致循环提前结束。

示例3：将之前用for语句创建的test01-test30用户删除

[root@kittod ~]# cat del_user.sh
#!/bin/bash
i=1
while [ $i -le 20 ]
do
  if [ $i -lt 10 ]
  then
    user=test0$i
  else
    user=test$i
  fi
  if id -u $user &> /dev/null   #id -u显示用户id
  then
    userdel -r $user
  else
    echo "$user is not exists..."
  fi
  let i++
done
注意：while判断变量也可以使用(()),比如while ((i<=20))

5.3 until循环语句

until循环语句同样也存在于多种程序设计语言中。顾名思义，until语句的作用是将循环体重复执行，直到某个条件成立为止。until语句的基本语法如下：

until expression  #表达式为假时执行
do
 statement1
 statement2
 ...
done

条件为假的时候执行

在上面的语法中，expression是一个条件表达式。当该表达式的值不为0时，将执行do和done之间的语句；当expression的值为0时，将退出until循环结构，继续执行done语句后面的其它的语句。

示例：将之前用for语句创建的test01-test30用户删除

[root@kittod ~]# cat del_user2.sh
#!/bin/bash
i=1
until [ $i -gt 20 ]   #与while循环类似但是为假的时候执行
do
  if [ $i -le 9 ]
  then
    user=test0$i
  else
    user=test$i
  fi
  if id -u $user &> /dev/null
  then
     userdel -r $user
  else
    echo "$user is not exists..."
  fi
  let i++
done

5.4 select循环语句

select循环语句的主要功能是创建菜单，在执行带有select循环语句脚本时，输出会按照数字顺序的列表显示一个菜单，并显示提示符（默认是#？），同时等待用户输入数字选择。

select语句的基本语法如下：

select 变量名 [ in 菜单值列表 ]
do
 statement1
 statement2
 ...
done

示例：

[root@kittod ~]# cat select.sh
#!/bin/bash
select mysql_version in 5.1 5.6
do
  echo $mysql_version
done
[root@kittod ~]# bash select.sh
1) 5.1
2) 5.6
#? 1
5.1
#? 2
5.6
#? 3

select可以快速创建菜单

5.5 嵌套循环

在程序设计语言中，嵌套的循环也是一种非常常见的结构。Shell同样也支持嵌套循环。通过嵌套循环，可以完成更复杂的功能。

示例1：打印九九乘法表

[root@kittod ~]# cat 99.sh
#!/bin/bash
for i in `seq 9`
do
  for j in `seq 9`
  do
    [ $j -le $i ] && echo -n "$j*$i = `echo $(($j*$i))` "
  done
  echo " "
done
[root@kittod ~]# bash 99.sh
1*1 = 1  
1*2 = 2 2*2 = 4  
1*3 = 3 2*3 = 6 3*3 = 9  
1*4 = 4 2*4 = 8 3*4 = 12 4*4 = 16  
1*5 = 5 2*5 = 10 3*5 = 15 4*5 = 20 5*5 = 25  
1*6 = 6 2*6 = 12 3*6 = 18 4*6 = 24 5*6 = 30 6*6 = 36  
1*7 = 7 2*7 = 14 3*7 = 21 4*7 = 28 5*7 = 35 6*7 = 42 7*7 = 49  
1*8 = 8 2*8 = 16 3*8 = 24 4*8 = 32 5*8 = 40 6*8 = 48 7*8 = 56 8*8 = 64  
1*9 = 9 2*9 = 18 3*9 = 27 4*9 = 36 5*9 = 45 6*9 = 54 7*9 = 63 8*9 = 72 9*9 = 81  

示例2：打印三角形

使用双层循环
 外层循环控制输出行数i：1-10
 内层循环：
 第一个循环打印每行空格j
 第二个循环打印数字k
 i（取值） 1 2 3 ... 9
 j（个数） 9 8 7 1 j<=10-i
 k（个数） 1 2 3 9 k<=i

解答：

[root@kittod ~]# cat sjx.sh
#!/bin/bash
for ((i=1;i<10;i++))
do
for ((j=1;j<10-i;j++))
do
echo -n " "
done
for ((k=1;k<=i;k++))
do
echo -n "$i "
done
echo " "
done
[root@kittod ~]# bash sjx.sh
1
2 2
3 3 3
4 4 4 4
5 5 5 5 5
6 6 6 6 6 6
7 7 7 7 7 7 7
8 8 8 8 8 8 8 8
9 9 9 9 9 9 9 9 9

示例3：打印杨辉三角

分析：杨辉三角
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1、每行数字左右对称，由1开始逐渐变大，然后变小，回到1。
2、第n行的数字个数为n个。 　　
3、第n行数字和为2^(n－1)。（2的（n-1）次方） 　　
4、每个数字等于上一行的左右两个数字之和。
5、将第2n+1行第1个数，跟第2n+2行第3个数、第2n+3行第5个数……连成一线，这些数的和是
第2n个斐波那契数。将第2n行第2个数，跟第2n+1行第4个数、第2n+2行第6个数……这些数之
和是第2n-1个斐波那契数。 　　
6、第n行的第1个数为1，第二个数为1×(n-1)，第三个数为1×(n-1)×（n-2）/2，第四个数
为1×(n-1)×（n-2）/2×（n-3）/3…依此类推。 　　
7.两个未知数和的n次方运算后的各项系数依次为杨辉三角的第(n+1)行。

解答：

[root@localhost test5]# vim yanghui.sh
#!/bin/bash
if (test -z $1)
then
 read -p "Input Max Lines:" MAX
 else
MAX=$1
fi
i=1
while [ $i -le $MAX ] #i行控制
do
j=1
while [ $j -le $i ] #j列控制
do
f=$[i-1] #f=i-1 这是另一种计算写法。
g=$[j-1] #g=j-1 这是另一种计算写法。
if [ $j -eq $i ] || [ $j -eq 1 ] ; then
 declare SUM_${i}_$j=1 #声明变量 头尾都是1
else
 declare A=$[SUM_${f}_$j] #取上一行的j列变量
 declare B=$[SUM_${f}_$g] #取上一行的j-1列变量
 declare SUM_${i}_$j=`expr $A + $B` #声明并计算当前变量
的值
fi
echo -en $[SUM_${i}_$j]" " #输出当前变量
 let j++
done
echo #换行
 let i++
done
[root@localhost test5]# bash yanghui.sh
Input Max Lines:4
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1

5.4 利用break和continue语句控制循环

在Shell中的循环结构中，还有2个语句非常有用，即break和continue语句。前者用于立即从循环中退出；而后者则用来跳过循环体中的某些语句，继续执行下一次循环。

break语句的作用是立即跳出某个循环结构。break语句可以用在for、while或者until等循环语句的循环体中。

continue语句则比较有趣，它的作用不是退出循环体。而是跳过当前循环体中该语句后面的语句，重新从循环语句开始的位置执行。

示例：

[root@kittod ~]# cat for_break.sh
#!/bin/bash
for i in `seq 10`
do
  if [ $i -eq 4 ]
  then
     break
  fi
  echo $i
done
[root@kittod ~]# bash for_break.sh
1
2
3

[root@kittod ~]# cat for_continue.sh
#!/bin/bash
for i in `seq 10`
do
  if [ $i -eq 4 ]
  then
     continue
  fi
  echo $i
done
[root@kittod ~]# bash for_continue.sh
1
2
3
5
6
7
8
9
10

练习：

1. 使用case实现成绩优良差的判断
2. for创建20用户
用户前缀由用户输入
用户初始密码由用户输入
例如：test01,test10
3. for ping测试指网段的主机网段由用户输入，例如用户输入192.168.2 ，则ping 192.168.2.10 ---192.168.2.20
UP： /tmp/host_up.txt
Down: /tmp/host_down.txt
4. 使用for实现批量主机root密码的修改成功或失败都必须记录
提示：主机IP存放在一个文件中
 SSH：实现公钥认证，执行远程中主机命令
实现公钥认证
 # ssh-keygen 在用于管理的主上生成密钥对
 # ssh-copy-id -i 192.168.2.3

1. 使用case实现成绩优良差的判断

#!/usr/bin/env bash
 
read -p "输入成绩:" num
case $num in
[0-5][0-9])
    echo "不及格"
;;
[6-7][0-9])
    echo "良好"
;;
[8-9][0-9] |100)
    echo "优秀"
;;
esac

2. for创建20用户

用户前缀由用户输入

用户初始密码由用户输入

例如：test01,test10

#!/bin/bash
read -p "请输入用户前缀：" user
read -p "请输入初始密码：" pass
for ((i=1;i<=20;i++ ))
do
        if [ $i -lt 10 ];then
                users=${user}0$i
        else
                users=${user}$i
        fi
 
        if ! id -u $users &> /dev/null
        then
            useradd $users
            echo "$pass" | passwd --stdin $users &> /dev/null
        else
                echo "$users is exists..."
        fi
done

3. for ping测试指网段的主机网段由用户输入，例如用户输入192.168.2 ，则ping 192.168.2.10 ---192.168.2.20

UP： /tmp/host_up.txt

Down: /tmp/host_down.txt

#!/bin/bash
read -p "请输入网段: " ip
for ((i=10;i<=20;i++))
do
        IP="$ip"."$i"
        echo $IP
        if ping -c 2 $IP &> /dev/null
        then
                echo "$IP is up" >>/tmp/host_up.txt
        else
 
            echo "$IP is down" >>/tmp/host_down.txt                                                  
 cat 
        fi
 
done

4. 使用for实现批量主机root密码的修改成功或失败都必须记录

提示：主机IP存放在一个文件中

SSH：实现公钥认证，执行远程中主机命令实现公钥认证

# ssh-keygen 在用于管理的主上生成密钥对

# ssh-copy-id -i 192.168.2.3