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級別： 初級
Daniel Robbins (drobbins@gentoo.org), 總裁兼 CEO, Gentoo Technologies, Inc.
2000 年 4 月 01 日
在前一篇 bash 的介紹性文章中，Daniel Robbins 為您講解了腳本語言的一些基本元素和使用 bash 的原因。在本文（即第二部分）中，Daniel 繼續前一篇的內容，并講解條件 (if-then) 語句、循環和更多的 bash 基本結構。
我們先看一下處理命令行自變量的簡單技巧，然后再看看 bash 基本編程結構。
接收自變量
在 介紹性文章 中的樣本程序中，我們使用環境變量 "$1" 來引用第一個命令行自變量。類似地，可以使用 "$2"、"$3" 等來引用傳遞給腳本的第二和第三個自變量。這里有一個例子：
#!/usr/bin/env bash
echo name of script is $0
echo first argument is $1
echo second argument is $2
echo seventeenth argument is $17
echo number of arguments is $#
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除以下兩個細節之外，此例無需說明。第一，"$0" 將擴展成從命令行調用的腳本名稱，"$#" 將擴展成傳遞給腳本的自變量數目。試驗以上腳本，通過傳遞不同類型的命令行自變量來了解其工作原理。
有時需要一次引用 所有 命令行自變量。針對這種用途，bash 實現了變量 "$@"，它擴展成所有用空格分開的命令行參數。在本文稍后的 "for" 循環部分中，您將看到使用該變量的例子。
Bash 編程結構
如果您曾用過如 C、Pascal、Python 或 Perl 那樣的過程語言編程，則一定熟悉 "if" 語句和 "for" 循環那樣的標準編程結構。對于這些標準結構的大多數，Bash 有自己的版本。在下幾節中，將介紹幾種 bash 結構，并演示這些結構和您已經熟悉的其它編程語言中結構的差異。如果以前編程不多，也不必擔心。我提供了足夠的信息和示例，使您可以跟上本文的進度。
方便的條件語句
如果您曾用 C 編寫過與文件相關的代碼，則應該知道：要比較特定文件是否比另一個文件新需要大量工作。那是因為 C 沒有任何內置語法來進行這種比較，必須使用兩個 stat() 調用和兩個 stat 結構來進行手工比較。相反，bash 內置了標準文件比較運算符，因此，確定“/tmp/myfile 是否可讀”與查看“$myvar 是否大于 4”一樣容易。
下表列出最常用的 bash 比較運算符。同時還有如何正確使用每一選項的示例。示例要跟在 "if" 之后。例如：
if [ -z "$myvar" ]
then
echo "myvar is not defined"
fi
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| 運算符 |
描述 |
示例 |
| 文件比較運算符 |
| -e filename |
如果 filename存在，則為真 |
[ -e /var/log/syslog ] |
| -d filename |
如果 filename為目錄，則為真 |
[ -d /tmp/mydir ] |
| -f filename |
如果 filename為常規文件，則為真 |
[ -f /usr/bin/grep ] |
| -L filename |
如果 filename為符號鏈接，則為真 |
[ -L /usr/bin/grep ] |
| -r filename |
如果 filename可讀，則為真 |
[ -r /var/log/syslog ] |
| -w filename |
如果 filename可寫，則為真 |
[ -w /var/mytmp.txt ] |
| -x filename |
如果 filename可執行，則為真 |
[ -L /usr/bin/grep ] |
| filename1-nt filename2 |
如果 filename1比 filename2新，則為真 |
[ /tmp/install/etc/services -nt /etc/services ] |
| filename1-ot filename2 |
如果 filename1比 filename2舊，則為真 |
[ /boot/bzImage -ot arch/i386/boot/bzImage ] |
| 字符串比較運算符 （請注意引號的使用，這是防止空格擾亂代碼的好方法） |
| -z string |
如果 string長度為零，則為真 |
[ -z "$myvar" ] |
| -n string |
如果 string長度非零，則為真 |
[ -n "$myvar" ] |
| string1= string2 |
如果 string1與 string2相同，則為真 |
[ "$myvar" = "one two three" ] |
| string1!= string2 |
如果 string1與 string2不同，則為真 |
[ "$myvar" != "one two three" ] |
| 算術比較運算符 |
| num1-eq num2 |
等于 |
[ 3 -eq $mynum ] |
| num1-ne num2 |
不等于 |
[ 3 -ne $mynum ] |
| num1-lt num2 |
小于 |
[ 3 -lt $mynum ] |
| num1-le num2 |
小于或等于 |
[ 3 -le $mynum ] |
| num1-gt num2 |
大于 |
[ 3 -gt $mynum ] |
| num1-ge num2 |
大于或等于 |
[ 3 -ge $mynum ] |
有時，有幾種不同方法來進行特定比較。例如，以下兩個代碼段的功能相同：
if [ "$myvar" -eq 3 ]
then
echo "myvar equals 3"
fi
if [ "$myvar" = "3" ]
then
echo "myvar equals 3"
fi
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上面兩個比較執行相同的功能，但是第一個使用算術比較運算符，而第二個使用字符串比較運算符。
字符串比較說明
大多數時候，雖然可以不使用括起字符串和字符串變量的雙引號，但這并不是好主意。為什么呢？因為如果環境變量中恰巧有一個空格或制表鍵，bash 將無法分辨，從而無法正常工作。這里有一個錯誤的比較示例：
if [ $myvar = "foo bar oni" ]
then
echo "yes"
fi
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在上例中，如果 myvar 等于 "foo"，則代碼將按預想工作，不進行打印。但是，如果 myvar 等于 "foo bar oni"，則代碼將因以下錯誤失敗：
在這種情況下，"$myvar"（等于 "foo bar oni"）中的空格迷惑了 bash。bash 擴展 "$myvar" 之后，代碼如下：
[ foo bar oni = "foo bar oni" ]
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因為環境變量沒放在雙引號中，所以 bash 認為方括號中的自變量過多。可以用雙引號將字符串自變量括起來消除該問題。請記住，如果養成將所有字符串自變量用雙引號括起的習慣，將除去很多類似的編程錯誤。"foo bar oni" 比較 應該寫成：
if [ "$myvar" = "foo bar oni" ]
then
echo "yes"
fi
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更多引用細節
如果要擴展環境變量，則必須將它們用 雙引號、而不是單引號括起。單引號 禁用 變量（和歷史）擴展。
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以上代碼將按預想工作，而不會有任何令人不快的意外出現。
循環結構："for"
好了，已經講了條件語句，下面該探索 bash 循環結構了。我們將從標準的 "for" 循環開始。這里有一個簡單的例子：
#!/usr/bin/env bash
for x in one two three four
do
echo number $x
done
輸出：
number one
number two
number three
number four
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發生了什么？"for" 循環中的 "for x" 部分定義了一個名為 "$x" 的新環境變量（也稱為循環控制變量），它的值被依次設置為 "one"、"two"、"three" 和 "four"。每一次賦值之后，執行一次循環體（"do" 和 "done" 之間的代碼）。在循環體內，象其它環境變量一樣，使用標準的變量擴展語法來引用循環控制變量 "$x"。還要注意，"for" 循環總是接收 "in" 語句之后的某種類型的字列表。在本例中，指定了四個英語單詞，但是字列表也可以引用磁盤上的文件，甚至文件通配符。看看下面的例子，該例演示如何使用標準 shell 通配符：
#!/usr/bin/env bash
for myfile in /etc/r*
do
if [ -d "$myfile" ]
then
echo "$myfile (dir)"
else
echo "$myfile"
fi
done
輸出：
/etc/rc.d (dir)
/etc/resolv.conf
/etc/resolv.conf~
/etc/rpc
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以上代碼列出在 /etc 中每個以 "r" 開頭的文件。要做到這點，bash 在執行循環之前首先取得通配符 /etc/r*，然后擴展它，用字符串 /etc/rc.d /etc/resolv.conf /etc/resolv.conf~ /etc/rpc 替換。一旦進入循環，根據 myfile 是否為目錄，"-d" 條件運算符用來執行兩個不同操作。如果是目錄，則將 "(dir)" 附加到輸出行。
還可以在字列表中使用多個通配符、甚至是環境變量：
for x in /etc/r--? /var/lo* /home/drobbins/mystuff/* /tmp/${MYPATH}/*
do
cp $x /mnt/mydir
done
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Bash 將在所有正確位置上執行通配符和環境變量擴展，并可能創建一個非常長的字列表。
雖然所有通配符擴展示例使用了 絕對路徑，但也可以使用相對路徑，如下所示：
for x in ../* mystuff/*
do
echo $x is a silly file
done
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在上例中，bash 相對于當前工作目錄執行通配符擴展，就象在命令行中使用相對路徑一樣。研究一下通配符擴展。您將注意到，如果在通配符中使用絕對路徑，bash 將通配符擴展成一個絕對路徑列表。否則，bash 將在后面的字列表中使用相對路徑。如果只引用當前工作目錄中的文件（例如，如果輸入 "for x in *"），則產生的文件列表將沒有路徑信息的前綴。請記住，可以使用 "basename" 可執行程序來除去前面的路徑信息，如下所示：
for x in /var/log/*
do
echo `basename $x` is a file living in /var/log
done
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當然，在腳本的命令行自變量上執行循環通常很方便。這里有一個如何使用本文開始提到的 "$@" 變量的例子：
#!/usr/bin/env bash
for thing in "$@"
do
echo you typed ${thing}.
done
輸出：
$ allargs hello there you silly
you typed hello.
you typed there.
you typed you.
you typed silly.
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Shell 算術
在學習另一類型的循環結構之前，最好先熟悉如何執行 shell 算術。是的，確實如此：可以使用 shell 結構來執行簡單的整數運算。只需將特定的算術表達式用 "$((" 和 "))" 括起，bash 就可以計算表達式。這里有一些例子：
$ echo $(( 100 / 3 ))
33
$ myvar="56"
$ echo $(( $myvar + 12 ))
68
$ echo $(( $myvar - $myvar ))
0 $ myvar=$(( $myvar + 1 ))
$ echo $myvar
57
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更多的循環結構："while" 和 "until"
只要特定條件為真，"while" 語句就會執行，其格式如下：
while [ condition ]
do
statements
done
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通常使用 "While" 語句來循環一定次數，比如，下例將循環 10 次：
myvar=0
while [ $myvar -ne 10 ]
do
echo $myvar
myvar=$(( $myvar + 1 ))
done
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可以看到，上例使用了算術表達式來使條件最終為假，并導致循環終止。
"Until" 語句提供了與 "while" 語句相反的功能：只要特定條件為 假 ，它們就重復。下面是一個與前面的 "while" 循環具有同等功能的 "until" 循環：
myvar=0
until [ $myvar -eq 10 ]
do
echo $myvar
myvar=$(( $myvar + 1 ))
done
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Case 語句
Case 語句是另一種便利的條件結構。這里有一個示例片段：
case "${x##*.}" in
gz)
gzunpack ${SROOT}/${x}
;;
bz2)
bz2unpack ${SROOT}/${x}
;;
*)
echo "Archive format not recognized."
exit
;;
esac
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在上例中，bash 首先擴展 "${x##*.}"。在代碼中，"$x" 是文件的名稱，"${x##.*}" 除去文件中最后句點后文本之外的所有文本。然后，bash 將產生的字符串與 ")" 左邊列出的值做比較。在本例中，"${x##.*}" 先與 "gz" 比較，然后是 "bz2"，最后是 "*"。如果 "${x##.*}" 與這些字符串或模式中的任何一個匹配，則執行緊接 ")" 之后的行，直到 ";;" 為止，然后 bash 繼續執行結束符 "esac" 之后的行。如果不匹配任何模式或字符串，則不執行任何代碼行，在這個特殊的代碼片段中，至少要執行一個代碼塊，因為任何不與 "gz" 或 "bz2" 匹配的字符串都將與 "*" 模式匹配。
函數與名稱空間
在 bash 中，甚至可以定義與其它過程語言（如 Pascal 和 C）類似的函數。在 bash 中，函數甚至可以使用與腳本接收命令行自變量類似的方式來接收自變量。讓我們看一下樣本函數定義，然后再從那里繼續：
tarview() {
echo -n "Displaying contents of $1 "
if [ ${1##*.} = tar ]
then
echo "(uncompressed tar)"
tar tvf $1
elif [ ${1##*.} = gz ]
then
echo "(gzip-compressed tar)"
tar tzvf $1
elif [ ${1##*.} = bz2 ]
then
echo "(bzip2-compressed tar)"
cat $1 | bzip2 -d | tar tvf -
fi
}
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另一種情況
可以使用 "case" 語句來編寫上面的代碼。您知道如何編寫嗎？
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我們在上面定義了一個名為 "tarview" 的函數，它接收一個自變量，即某種類型的 tar 文件。在執行該函數時，它確定自變量是哪種 tar 文件類型（未壓縮的、gzip 壓縮的或 bzip2 壓縮的），打印一行信息性消息，然后顯示 tar 文件的內容。應該如下調用上面的函數（在輸入、粘貼或找到該函數后，從腳本或命令行調用它）：
$ tarview shorten.tar.gz
Displaying contents of shorten.tar.gz (gzip-compressed tar)
drwxr-xr-x ajr/abbot 0 1999-02-27 16:17 shorten-2.3a/
-rw-r--r-- ajr/abbot 1143 1997-09-04 04:06 shorten-2.3a/Makefile
-rw-r--r-- ajr/abbot 1199 1996-02-04 12:24 shorten-2.3a/INSTALL
-rw-r--r-- ajr/abbot 839 1996-05-29 00:19 shorten-2.3a/LICENSE
....
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交互地使用它們
別忘了，可以將函數（如上面的函數）放在 ~/.bashrc 或 ~/.bash_profile 中，以便在 bash 中隨時使用它們。
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如您所見，可以使用與引用命令行自變量同樣的機制來在函數定義內部引用自變量。另外，將把 "$#" 宏擴展成包含自變量的數目。唯一可能不完全相同的是變量 "$0"，它將擴展成字符串 "bash"（如果從 shell 交互運行函數）或調用函數的腳本名稱。
名稱空間
經常需要在函數中創建環境變量。雖然有可能，但是還有一個技術細節應該了解。在大多數編譯語言（如 C）中，當在函數內部創建變量時，變量被放置在單獨的局部名稱空間中。因此，如果在 C 中定義一個名為 myfunction 的函數，并在該函數中定義一個名為 "x" 的自變量，則任何名為 "x" 的全局變量（函數之外的變量）將不受它的印象，從而消除了負作用。
在 C 中是這樣，但在 bash 中卻不是。在 bash 中，每當在函數內部創建環境變量，就將其添加到 全局名稱空間。這意味著，該變量將重寫函數之外的全局變量，并在函數退出之后繼續存在：
#!/usr/bin/env bash
myvar="hello"
myfunc() {
myvar="one two three"
for x in $myvar
do
echo $x
done
}
myfunc
echo $myvar $x
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運行此腳本時，它將輸出 "one two three three"，這顯示了在函數中定義的 "$myvar" 如何影響全局變量 "$myvar"，以及循環控制變量 "$x" 如何在函數退出之后繼續存在（如果 "$x" 全局變量存在，也將受到影響）。
在這個簡單的例子中，很容易找到該錯誤，并通過使用其它變量名來改正錯誤。但這不是正確的方法，解決此問題的最好方法是通過使用 "local" 命令，在一開始就預防影響全局變量的可能性。當使用 "local" 在函數內部創建變量時，將把它們放在 局部名稱空間中，并且不會影響任何全局變量。這里演示了如何實現上述代碼，以便不重寫全局變量：
#!/usr/bin/env bash
myvar="hello"
myfunc() {
local x
local myvar="one two three"
for x in $myvar
do
echo $x
done
}
myfunc
echo $myvar $x
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此函數將輸出 "hello" -- 不重寫全局變量 "$myvar"，"$x" 在 myfunc 之外不繼續存在。在函數的第一行，我們創建了以后要使用的局部變量 x，而在第二個例子 (local myvar="one two three"") 中，我們創建了局部變量 myvar， 同時 為其賦值。在將循環控制變量定義為局部變量時，使用第一種形式很方便，因為不允許說："for local x in $myvar"。此函數不影響任何全局變量，鼓勵您用這種方式設計所有的函數。只有在明確希望要修改全局變量時，才 不應該使用 "local"。
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