Linux操作系统实验七 Shell编程之循环程序编程（上）

1.实验目的与要求

1. 掌握for语句的使用
2. 掌握while、continue、until语句的使用
3. 掌握循环语句的使用
4. 熟悉循环语句的嵌套

2.实验平台

实验室安装的实验环境（Linux操作系统）和头歌（www.educoder.net）实验平台（课程实验）

3.实验内容

1. 练习for语句的使用
2. 练习while、continue、until语句的使用
3. 练习循环语句的嵌套

4.实验详细内容、步骤

任务描述

本关任务：掌握 for 循环语句以及 seq 命令在 for 循环中的使用。

相关知识

在实际编程中，需要重复一组命令直至达到某个特定条件，比如处理某个目录下的所有文件、系统上的所有用户或是某个文本文件中的所有行。因此诞生了 for 循环、while 循环、util 循环这样的语句。本关首先给大家介绍 for 循环语句的使用。

for循环基本语法：

1. for var in item1 item2 ... itemN
2. do
3.    command1
4.    command2
5.    ...
6.    commandN
7. done

或者写成一行：

1. for var in item1 item2 ... itemN; do command1; command2… done;

for循环语法演变：

【语法一】遍历普通列表， 在 shell 中以空格隔开的 item ，默认将其视为列表。

1. for 变量 in 值1 值2 值3..
2.  do
3.   程序块儿
4.  done

【实例1】输出五次 uptime：

1. #!/bin/bash
2. 
   
3. for i in 1 2 3 4 5
4. do
5.  echo "$i-->$(uptime)"
6. done

输出结果如下：

1. [root@master-01-k8s opt]# bash a.sh
2. 1--> 16:34:39 up 236 days, 23:41,  2 users,  load average: 0.53, 0.46, 0.49
3. 2--> 16:34:39 up 236 days, 23:41,  2 users,  load average: 0.53, 0.46, 0.49
4. 3--> 16:34:39 up 236 days, 23:41,  2 users,  load average: 0.53, 0.46, 0.49
5. 4--> 16:34:39 up 236 days, 23:41,  2 users,  load average: 0.53, 0.46, 0.49
6. 5--> 16:34:39 up 236 days, 23:41,  2 users,  load average: 0.53, 0.46, 0.49

【语法二】for 遍历 "命令返回结果的数组"，反引号 ` ` 或者 $() 表示命令返回结果列表。

1. for 变量 in `命令`
2.  do
3.   程序块儿
4.  done

【实例2】遍历 /home 目录下的文件。

1. #!/bin/bash
2. for i in $(ls /home)      
3. do
4.   echo "当前目录下的文件为 $i"
5. done

输出结果为：

1. 当前目录下的文件为 admin
2. 当前目录下的文件为 aliyun
3. 当前目录下的文件为 aliyun_metric-server2.yaml
4. 当前目录下的文件为 git
5. 当前目录下的文件为 pdl
6. 当前目录下的文件为 prometheus
7. 当前目录下的文件为 work
8. 当前目录下的文件为 zsp

【语法三】c 语言风格的循环语句：

1. #!/bin/bash
2. for (( 初始值; 循环控制; 变量变化 ))
3. do
4.  程序块儿
5. done

shell 的 for 命令跟 C 语言类似，有一个用来指明变量的特定方法，一个必须保持成立才能继续迭代的条件，以及另一个在每个迭代中改变变量的方法。当指定的条件不成立时， for 循环就会停止。条件等式通过标准的数学符号定义。

【实例3】

1. #！/bin/bash
2. # 注意双括号左右留有一个空格； i=1是变量赋值，不能多空格
3. for (( i=1; i <= 10; i++ ))
4. 
   
5. do
6.    echo "The next number is $i"
7. done

这段代码产生了一个简单的迭代循环，其中变量 i 作为计数器。第一部分将一个默认值赋给该变量；中间的部分定义了循环重复的条件，当定义的条件不成立时， for 循环就停止迭代；最后一部分定义了迭代的过程。在每次迭代之后，最后一部分中定义的表达式会被执行。在本例中，i 变量会在每次迭代后增 1。 执行结果：

1. The next number is 1
2. The next number is 2
3. The next number is 3
4. The next number is 4
5. The next number is 5
6. The next number is 6
7. The next number is 7
8. The next number is 8
9. The next number is 9
10. The next number is 10

seq命令

seq 命令用于产生从某个数到另外一个数之间的所有整数列表。 常见用法如下：

1. seq [选项]... 尾数
2. seq [选项]... 首数 尾数
3. seq [选项]... 首数 增量 尾数

【实列4】采用 seq 命令，结合 for 循环，打印 1 到 10 之间的所有整数。

1. for i in `seq 1 10`
2. do
3.    echo "第$i个数是 $i"
4. done

输出结果如下：

1. 第1个数是 1
2. 第2个数是 2
3. 第3个数是 3
4. 第4个数是 4
5. 第5个数是 5
6. 第6个数是 6
7. 第7个数是 7
8. 第8个数是 8
9. 第9个数是 9
10. 第10个数是 10

编程要求

在右侧编辑器 Begin-End 区间补充代码，使用 for 循环和 seq 命令打印 1 到 10 之间的奇数。

任务描述

本关任务：掌握 while 命令的使用方法。

相关知识

三种运算符号

• 双小括号 (( )) 是 Bash Shell 中专门用来进行整数运算的命令，它的效率很高，写法灵活，是企业运维中常用的运算命令，具体用法请见图 1；
• []是 Shell 内置关键字，它和 test 命令类似，可用于判断某个条件是否为真。可用于字符串、数值和文件的测试；
• [[ ]]是 Shell 内置关键字，它和 test 命令类似，也用来检测某个条件是否成立。相比[]，[[]]功能更强大，支持正则表达式和逻辑运算。

while循环语法

while 循环是 Shell 脚本中最简单的一种循环，当条件满足时，while 重复地执行一组语句；当条件不满足时，就退出 while 循环。

while 循环的用法如下：

1. while condition   # 此处 condition 可以是(())、[]、[[]]判断结果
2. do
3.    statements
4. done

语法说明： condition 表示判断条件，statements 表示要执行的语句（可以只有一条，也可以有多条），do 和 done 都是 Shell 中的关键字。

while 循环的执行流程为：

• 先对 condition 进行判断，如果该条件成立，就进入循环，执行 while 循环体中的语句，也就是 do 和 done 之间的语句。这样就完成了一次循环；
• 每一次执行到 done 的时候，都会重新判断 condition 是否成立。如果成立，就进入下一次循环，继续执行 do 和 done 之间的语句；如果不成立，就结束整个 while 循环，执行 done 后面的其它 Shell 代码；
• 如果一开始 condition 就不成立，那么程序就不会进入循环体，do 和 done 之间的语句就没有执行的机会。

注意：在 while 循环体中必须有相应的语句使得 condition 越来越趋近于“不成立”，只有这样才能最终退出循环，否则 while 就成了死循环，会一直执行下去，永无休止。

【实例1】每两秒钟向 /opt/uptime.log 文件中追加系统负载情况。

1. #!/bin/bash
2. while [ 1 ]   # [ 1 ]和 true 一样，只是前面2边需要有空格
3. do
4.        uptime >>/tmp/uptime.log  # >>是重定向符号
5.        sleep 2
6. done
7. 
   
8. #注：
9. #uptime 用于查看系统负载
10. #sleep 2 表示程序睡眠一秒

【实例2】计算 1+2...100 的和。

1. 方式一：
2. #!/bin/sh
3. SUM=0
4. I=1
5. while [ $I -le 100 ]  #[]中需要变量取值符号"$"，而且大于小于只能用"-le"
6. do
7.        ((SUM+=I))
8.        let I++
9. done
10. echo $SUM
11. -------------------------------------------------------------------------------------------------
12. 方式二：
13. #!/bin/sh
14. SUM=0
15. I=1
16. while ((I<=100)) #(())中可以不要变量取值符号，大于小于是可以直接用
17. do
18.        ((SUM+=I))
19.        ((I++))
20. done
21. echo $SUM
22. -------------------------------------------------------------------------------------------------
23. 方式三：
24. #!/bin/sh
25. SUM=0
26. I=100
27. ((SUM=I*(I+1)/2))
28. echo $SUM

循环中断和不中断

有些程序执行时，用户希望程序一直运行。在运行【实列1】中脚本时候，我们可以使用 sh shell.sh & 来代替 sh shell.sh 让其一直在后台执行。当我们遇到脚本死循环的时候，也可以使用 Ctrl+z 的方式强制中断。 常用的中断和不中断技巧如下：

1. 使用"sh shell.sh &"命令 ，即使用 & 在后台运行
2. 使用"nohup shell.sh &"命令，即使用 nohup 加 & 在后台运行脚本
3. 利用 screen 保持会话，然后再执行脚本，即使用 screen 保持当前会话
4. 
   
5. 后台运行的知识：
6. sh shell.sh &        脚本 shell.sh 放在后台执行
7. Ctrl+c           停止执行当前脚本或任务
8. Ctrl+z           暂停执行当前脚本
9. jobs             查看当前执行的脚本或任务
10. 
    
11. bg           将当前脚本或任务放到后台执行
12. kill             关闭当前脚本任务，即以"kill %号码"的形式关闭进程，任务号通过 jobs 获得
13. fg           将当前的脚本或任务放到前台执行，若有多任务，则"fg 号码"调出相应的任务编号

【实例3】实际操作效果如下：

1. [centos@mycentos shell]$ sh 2.sh &  #后台运行
2. [1] 2988
3. [centos@mycentos shell]$ jobs       #查看任务数
4. [1]+  Running                 sh 2.sh &
5. [centos@mycentos shell]$ kill %1    #关闭进程为1的进程
6. [centos@mycentos shell]$ jobs      
7. [1]+  Terminated              sh 2.sh #程序已经被关闭

大家可以根据实例 3 在命令行中自己试验一下。