编写shell脚本--流控制：IF分支语句

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让我们来考虑一个使用伪代码表示地简单逻辑示例。伪代码是计算机语言的一种模拟，为的是方便人们理解。

X = 5
If X = 5, then:
  Say  "X equal 5."
Otherwise:
  Say "X is not equal to 5."

这就是一个分支的例子。根据条件，如果“X=5”，则表示为“X等于5”；否则，则说“X不等于5”。

一、使用if

通过shell，我们可以对上面地逻辑进行编码，如下所示：

x=5
if [ $x = 5 ]; then
  echo "x equals 5."
else
  echo "x does not equal 5."
fi

if语句地语法格式如下：

if commands; then
  commands
elif commands; then
  commands
else
  commands
fi

二、退出状态

命令（包括我们编写地脚本和shell函数）在执行完毕后，会向操作系统发送一个值，称之为“退出状态”。这个值是0～255的整数，用来指示命令执行成功还是失败。按照惯例，数值0表示执行成功，其他地数值表示执行失败。shell提供了一个可以用来检测退出状态地参数。

在这个例子中，我们两次执行了​​ls​​​命令。第一次，命令执行成功，如果显示参数“​​$？​​​”的值，可以看到它是0。第二次执行​​ls​​​命令时，产生了一个错误，再次显示参数“​​$?​​”地值，这次则为2，表示这个命令遇到了一个错误。有些命令使用不同的退出值来诊断错误，而许多命令在执行失败时，只是简单地退出并发送数字1。man手册中经常会包括一个标题为“Exit Status”的段落，它描述使用地代码。数字0总是表示执行成功。

shell提供了两个非常简单地内置命令，它们不做任何事情，除了以一个0或1退出状态来终止执行。“​​true​​​”命令总是表示执行成功，而“​​false​​”命令总是表示执行失败。

我们可以用这两个命令来查看if语句是如果工作地。if语句真正做地事情是评估命令地成功和失败。

如果if后面有一系列地命令，那么则根据最后一个命令地执行结果进行评估。

三、使用test命令

目前为止，经常和if一起使用地命令是​​test​​​。​​test​​命令会执行各种检查和比较。这个命令有两种等价地形式：

test

以及更流行的：

[ expression ]

这里的expression是一个表达式，其结果是true或false。当这个表达式为true时，​​test​​​命令返回一个零退出状态，当这个表达式为false时，​​test​​命令的退出状态为1。

3.1、文件表达式

测试文件的表达式

表达式	成为true的条件
file1 -ef file2	file1和file2拥有相同的信息节点编号（这两个文件通过硬链接指向同一个文件）
file1 -nt file2	file1比file2新
file1 -ot file2	fil1比file2旧
-b file	file存在并且时一个块（设备）文件
-c file	file存在并且时一个字符（设备）文件
-d file	file存在并且是一个目录
-e file	file存在
-f file	file存在并且是一个普通文件
-g file	file存在并且设置了组ID
-G file	file存在并且属于有效组ID
-k file	file存在并且有“粘滞位（sticky bit）”属性
-L file	file存在并且是一个符号链接
-O file	file存在并且属于有效用户ID
-p file	file存在并且是一个命令管道
-r file	file存在并且可读（有效用户有可读权限）
-s file	file存在并且其长度大于0
-S file	file存在并且是一个网络套接字
-t fd	fd是一个定向到终端/从终端定向的文件描述符，可以用来确定标准输入/输出/错误是否被重定向
-u file	file存在并且设置了setuid位
-w file	file存在并且可写（有效用户拥有可写权限）
-x file	file存在并且可执行（有效用户拥有可执行/搜索权限）

下面的脚本可用来演示某些文件表达式；

#!/bin/bash

#test-file: Evaluate the status of a file

FILE=~/.bashrc
if [ -e "$FILE" ]; then
      if [ -f "$FILE" ]; then
          echo "$FILE
      fi
      if [ -d "$FILE" ]; then
          echo "$FILE
      fi
      if [ -r "$FILE" ]; then
          echo "$FILE
      fi
      if [ -w "$FILE" ]; then
          echo "$FILE
      fi
      if [ -x "$FILE" ]; then
          echo "$FILE
      fi
else
  echo "$FILE
  exit 1
fi

exit

这个脚本会评估赋值给常量FILE的文件，并显示评估结果。关于该脚本，需要注意两个有趣的地方。首先，要注意​​$FILE​​​在表达式内是怎么被引用的。尽管引号不是必需的，但是这可以防范参数为空的情况。如果​​$FILE​​​的参数扩展产生一个空值，将导致一个错误（操作符会被解释为非空的字符串，而不是操作符）。用引号把参数括起来可以确保操作符后面总是跟随着一个字符串，即使字符串为空。其次，注意脚本末尾的​​exit​​​命令。这个​​exit​​​命令接受一个单独的可选参数，它敬爱嗯成为脚本的退出状态。当不传递参数时，退出状态默认为0。以这种方法使用​​exit​​​命令，当​​$FILE​​​扩展为一个不存在的文件名时，可以允许脚本提示失败。这个​​exit​​​命令出现在脚本的最后一行。这样，当脚本执行到最后时，不管怎么样，默认情况下它将以退出状态零终止。
类似的，通过在return命令中包含一个整数参数，shell函数可以返回一个退出状态。如果要将上面的脚本转换为一个shell函数，从而能够在一个更大的程序中使用，可以将exit命令替换为​​​return​​命令，并得到想要的行为。

test_file () {
    FILE=~/.bashrc
    if [ -e "$FILE" ]; then
            if [ -f "$FILE" ]; then
              echo "$FILE
          fi
          if [ -d "$FILE" ]; then
              echo "$FILE
          fi
          if [ -r "$FILE" ]; then
              echo "$FILE
          fi
          if [ -w "$FILE" ]; then
              echo "$FILE
          fi
          if [ -x "$FILE" ]; then
              echo "$FILE
          fi
  else
          echo "$FILE
          return 1
fi

)

3.2、字符串表达式

测试字符串表达式

表达式	成为true的条件
string	string不为i空
-n string	string的长度大于0
-z string	string的长度等于0
string1=string2	string1和string2相等。单等号和双等号都可以使用，但是双等好使用的更多
string2==string1
string1!=string2	string1和string2不相等
string1>string2	在排序时，string1在string2之后
string1<string2	在排序时，string1在string2之前

警告在使用test命令时，">“和”<"运算符必须用引号括起来（或者时使用反斜杠进行转义）。如果不这样做，就会被shell解释为重定向操作符，从而造成潜在的破坏性结果。同时注意，尽管bash文档中已经声明，排序遵从当前语系的排列规则，但并非如此。在bash 4.0版本以前（包括4.0版本），使用的是ASCLL（POSIX）排序方式。

下面是一个合并字符串表法式的脚本。

#!/bin/bash

#test-string: evaluate the value of a string

ANSWER=maybe

if [ -z "$ANSWER" ]; then
      echo "There is no answer." >&2
      exit 1
fi
if [ "$ANSWER" = "yes" ]; then
      echo "The answer is YES."
elif [ "$ANSWER" = "no" ]; then
      echo "The answer is NO."
elif [ "$ANSWER" = "maybe" ]; then
      echo "The answer is MAYBE."
else
      echo "The answer is UNKNOWN."
fi

在这个脚本中，我们评估了常量ANSWER。我们首先检查了这个字符串是否是空。如果是空，则终止脚本，并且把退出状态设置为1。注意应用到​​echo​​命令的重定向操作符i。它把错误信息"There is no answer."重定向到标准错误，这也是处理错误信息的“合理”方法。如果字符串非空，则评估这个字符串的值是否是“yes”、“no”或者“maybe”。我们使用elif（else if的缩写）来实现上述目的。通过使用elif，我们可以建立一个更复杂的逻辑测试。

3.3、整数表达式

整数判断操作

表达式	成为true的条件
integer1 -eq integer2	integer1和integer2相等
integer1 -ne integer2	integer1和integer2不想等
integer1 -le integer2	integer1小于等于integer2
integer1 -lt integer2	integer1小于integer2
integer1 -ge integer1	integer1大于等于integer2
integer1 -gt integer2	integer1大于integer2

下面是一个演示这些表达式的脚本。

#!/bin/bash

#test-integer: evaluate the value of a integer:

INT=-5

if [ -z "$INT" ]; then
      echo "INT is empty." >&2
      exit 1
fi
if [ "$INT" -eq 0 ]; then
      echo "INT is zero."
else
      if [ $INT -lt 0]; then
          echo "INT is negative."
      else
          echo "INT is positive."
      fi
      if [ $((INT % 2)) -eq 0]; then
          echo "INT is even."
      else
          echo "INT is odd."
      fi
fi

这个脚本最有意思的地方是，如何判断一个整数是奇数还是偶数。通过用模数2进行求模运算，也就是将这个数值除以2并且返回余数，这就可以知道这个数值是奇数还是偶数了。

四、更现代地test命令版本

bash的最近版本包括了一个符号命令，它相当于增强的​​test​​命令。下面是这个命令的语法。

[ [expression ] ]

expression是一个表达式，其结果为true或false。[ [ ] ]命令和​​test​​命令类似（支持所有的表达式），不过增加了一个很重要的新字符串表达式。

string1=~regex

如果string1与扩展的正则表达式匹配，则返回true。这就为执行数据验证这样的任务提供了许多可能性。在前面整数表达式的例子中，如果常量INT含有整数意外的其他值，脚本就会执行失败。脚本需要有一种方法来验证常量包含的是否是整数。可以使用 [ [ ] ]和=~字符传表达式操作符，按照如下方式改进脚本：

#!/bin/bash

#test-integer: evaluate the value of a integer:

INT=-5
if [[ "$INT" =~ ^-[0-9]+$ ]]; then
      if [ "$INT" -eq 0 ]; then
            echo "INT is zero."
      else
            if [ $INT -lt 0]; then
                echo "INT is negative."
            else
                echo "INT is positive."
            fi
            if [ $((INT % 2)) -eq 0]; then
                echo "INT is even."
            else
                echo "INT is odd."
            fi
      fi
else
      echo "INT is not an integer." >&2
      exit1
fi

通过应用正则表达式，我们可以限制INT的值只能是字符串，而且字符串必须以减号（可选）开头，后面跟着一个或者多个数字。这个表达式同样消除了INT为空值的可能性。
[ [ ] ]增加的另外一个特性是==操作符支持模式匹配，就像路径名扩展那样。举例如下：

$ FILE = foo.bar
$ if [[ $FILE == foo.* ]]; then
> echo "$FILE
> fi
foo.bar matches pattern 'foo.*'

这使得[[ ]]在评估文件和路径名的时候非常有用。

五、(())–为整数设计

除了[[]]的复合命令之外，bash同样提供了(())复合命令，它可用于操作整数。该命令支持一套完整的算术计算。

(())用于执行算术真值测试（arithmetic truth test）。当算术计算的结果是非零值时，则算术真值测试为true。

使用(())，我们可以简化test-integer2脚本，如下所示。

#!/bin/bash

#test-integer2a: evaluate the value of a integer:

INT=-5
if [[ "$INT" =~ ^-[0-9]+$ ]]; then
      if ( (INT == 0) ); then
            echo "INT is zero."
      else
            if ( (INT < 0) ); then
                echo "INT is negative."
            else
                echo "INT is positive."
            fi
            if (( ((INT %2 )) == 0 )); then
                echo "INT is even."
            else
                echo "INT is odd."
            fi
      fi
else
      echo "INT is not an integer." >&2
      exit1
fi

注意：这里使用了小于号、大于号和等号用来测试相等性。在处理整数时，这些语法看起来也更自然。另外，由于(())复合命令只是shell语法的一部分，而非普通命令，并且只能处理整数，所以它能够通过名字来识别变量，而且不需要执行扩展操作。

六、组合表达式

我们也可以将表达式组合起来，来创建更复杂的计算。表达式是使用逻辑运算符组合起来的。与​​test​​​和​​[[]]​​命令配套的逻辑运算符有所三个，它们是AND、OR和NOT。test和[[]]使用不同的操作符来表示这三种逻辑操作，如下表所示。

Operation	test	[[]]and(())
AND	-a	&&
OR	-o
NOT	!	!

下面是一个AND运算的例子。这个脚本用来检测一个整数是否属于某个范围内的值。

#!/bin/bash

#test-integer3:determine if an integer is within a

MIN_VAL=1
MAX_VAL=100

if [[ "$INT" = ~ ^-?[0-9]+$ ]]; then
      if [[ INT -ge MIN_VAL && INT -le MAX_VAL ]]; then
            echo "$INT is within $MIN_VAL to $MAX_VAL."
      else
            echo "$INT
      fi
else
      echo "$INT >&2
      exit 1
fi

这个脚本中，检测整数INT的值是否在MIN_VAL和MAX_VAL之间。这是通过一个[[]]运算符来执行的，该运算符中包含两个用“&&”运算符分隔来的表达式。当然我们也可以使用test完成该功能。

if [ $INT -ge $MIN_VAL -a $INT -le $MAX_VAL ]; then
      echo "$INT is within $MIN_VAL to $MAX_VAL."
else
      echo "$INT
fi

"!"否定运算符对表达式的运算结果取反，如果表达式为false，则返回true；反之，如果表达式为true，则返回false。在下面的脚本中，我们将修改判断逻辑，以判断INT的值是否在指定的范围之外：

#!/bin/bash

#test-integer3:determine if an integer is within a

MIN_VAL=1
MAX_VAL=100

if [[ "$INT" = ~ ^-?[0-9]+$ ]]; then
      if [[ !(INT -ge MIN_VAL && INT -le MAX_VAL) ]]; then
            echo "$INT is outside $MIN_VAL to $MAX_VAL."
      else
            echo "$INT
      fi
else
      echo "$INT >&2
      exit 1
fi

当然我们也可以用圆括号把表达式括起来，以进行分组。如果不是用圆括号，“！”运算符仅对第一个表达式有效，而不是对两个组合后的表达式有效。用test命令可以按照如下进行编码：

if [ ! \($INT -ge $MIN_VAL -a $INT -le $MAX_VAL\) ]; then
      echo "$INT is outside $MIN_VAL to $MAX_VAL."
else
      echo "$INT
fi

由于​​test​​​使用的所有表达式和操作符都被shell看做命令参数（不像​​[[]]​​​以及​​(())​​​），因此在bash中有特殊含义的字符，如"<"、">"、"(“和”)"，必须用引号括起来或者进行转义。
​​​test​​​和​​[[]]​​命令基本上完成相同的功能，那么，哪一个更好呢？test更为传统（而且也是POSIX的一部分），而[[]]则是bash特定的。由于test命令的使用更为广泛，因此知道如何使用test更为重要。但是[[]]命令显然更有用，而且更容易编码。

七、控制运算符：另一种方式的分支

bash还提供了两种可以执行分支的控制运算符。“&&”（AND）和“||”（OR）运算符与[[]]复合命令中的逻辑运算符类似。语法如下：

command1 &&

和

command1 ||

理解这两个运算符是非常重要的。对于“&&”运算符来说，先执行command1，只有在command1执行成功时,command2才能够执行。对于“||”运算符来说，先执行command1，则只有在command1执行失败时，command2才能够执行。
从实用性考虑，这意味着可以这样做：

$ mkdir temp && cd temp

这会创建一个temp目录，并且当这个创建工作执行成功后，当前的工作目录此阿会更改为temp。只有在第一个​​mkdir​​命令执行成功后，才会尝试执行第二个命令。同样，看如下命令：

$ [-d temp] || mkdir temp

这个命令先检测temp目录是否存在，只有当检测失败时，才会创建这个目录。这个构造类型可以轻松处理脚本中的错误，例如：

$ [-d temp] || exit 1

如果脚本需要temp目录，而这个目录不存在，则这个脚本会终止，并且退出状态为1。