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11、在循环中使用read

你正在使用 Subversion 版本控制系统，其对应的可执行文件是 svn。​（这个例子对于 CVS 来说也是大同小异。​）检查目录子树状态，查看是否有文件被改动时，你会看到如下显示：

$ svn status bcb M bcb/amin.c ? bcb/dmin.c ? bcb/mdiv.tmp A bcb/optrn.c M bcb/optson.c ? bcb/prtbout.4161 ? bcb/rideaslist.odt ? bcb/x.maxc $

以 ? 起始的行代表 Subversion 尚不知晓的文件，通常是草稿文件或文件的临时副本。以 A 起始的行代表新添加的文件，以 M 起始的行代表自上次提交后又发生改动的文件。

要想清理该目录，最好是删除所有的草稿文件。

while 循环的一种常见用法是读取文件和之前命令的输出。尝试下列命令：

svn status mysrc|grep'^?'|cut-c8-|whilereadFN;doecho"$FN";rm-rf"$FN";done

或者：

svn status mysrc|whilereadTAG FNdoif[[$TAG==\?]]thenecho$FNrm-rf"$FN"fidone

这两个脚本的效果相同：删除 svn 报告其中带有 ? 标记的文件。同样的解决方案也适用于其他版本控制系统。

第一种方法是用多个子程序来实现（在如今处理器以 GHz为单位进行计算的时代，这算不上什么大事）​，在典型的终端窗口中够写满一行。先用 grep 选择以 ? 起始（由 ^表示）的行。将 ^? 放进单引号中（‘^?’）以避免 bash 解释其中具有特殊含义的字符。接着用 cut 提取从第 8 列开始（一直到行尾）的字符串。

如果没有输入，read 会返回非 0 值并停止循环。在此之前，它每次都会将读取到的文本行（其实也就是要删除的文件名）赋给变量 $FN。-rf 选项是以防待删除的未知文件是目录或只读文件。如果不希望删除文件时表现得如此极端，可以去掉这些选项。

第二个脚本更有 shell 的范儿，既不用 grep 进行搜索（使用的是 if 语句）​，也没用 cut 剪切（使用的是 read 语句）​。我们还像在脚本文件中那样对其做了格式化。如果 是在命令提示符下输入这些代码，你可以省略缩进，但作为书中的示例，可读性远比少敲几个键更重要。

第二个脚本中的 read 将内容读入两个变量，看清楚，这次可不是一个。我们也要让 bash 将每行分成两部分：为首的字符和文件名。read 语句将输入行解析成若干单词（和 shell 命令行中的类似）​。输入行的第一个单词赋给read 语句中的第一个变量，第二个单词赋给第二个变量，以此类推。最后一个变量获得输入行中剩余的所有内容，即便其中不止一个单词。在这个例子中，$TAG 得到的第一个单词是字符（M、A 或 ?）​；空白字符用于分隔单词。变量 $FN 得到了行中剩余部分，也就是文件名，这一点在文件名中包含空白字符时尤为重要。​（我们想要的可不是文件名中的第一个单词。​）脚本接下来会删除相应的文件并进入下一次循环。

12、循环若干次

你需要循环够一定次数。可以使用 while 循环，在计数时进行测试，不过编程语言中的 for 循环正是针对这种情况设计的。那么，如何在 bash 中实现呢？

使用 for 循环语法的一种特例，看起来和 C 语言中的差不多，但使用的是双括号。

for((i=0;i<10;i++));doecho$i;done

在早期的 shell 版本中，for 循环只能按照固定的列表项进行迭代。和文件名之类的打交道时，shell 脚本是面向单词的，就此而言，这算得上是一个不错的创新。但如果需要计数，用户会发现自己可能写出了如下代码。

foriin12345678910doecho$idone

看起来还行，尤其是循环次数不多时。可是说实话，换成500 次循环可就不好使了。​（没错，你可以写成 5×10 的嵌套循环，不过还是不要这样做了吧！）你真正需要的是能够计数的 for 循环。

bash 2.04 版开始引入一种 for 循环的变体，语法与 C 语言类似。其一般形式如下所示。

for((expr1;expr2;expr3));dolist;done

双括号表明这是算术表达式，在其中引用变量时，不用加$（但 $1 等位置参数除外）​，只要是 bash 中出现双括号的地方，均是如此。该表达式是整数表达式，可以使用包括逗号（用于在一个表达式中放入多个操作）在内的大量运算符。

for((i=0,j=0;i+j<10;i++,j++))doecho$((i*j))done

for 循环先初始化了两个变量（$i 和 $j）​，然后在第二个更复杂的子表达式中对 $i 和 $j 求和，接着判断是否小于10。第三个子表达式再次用逗号运算符累加这两个变量。

13、在循环中使用浮点值

带有算术表达式的 for 循环只能执行整数运算。如果是浮点值，该怎么办呢？

如果系统提供了 seq 命令，则可以用它来生成浮点值。

forfpin$(seq1.0.011.1)doecho$fp;other stuff toodone

或者：

seq1.0.011.1|whilereadfpdoecho$fp;other stuff toodone

seq 命令会生成一系列浮点值，每行一个。该命令的参数依次是起始值、增量、结束值。如果习惯了 C 语言中的for 循环或学过 BASIC 中的循环（如 FOR I=4 TO 10 STEP2）​，你可能会觉得这种次序不符合直觉。seq 使用中间那个参数作为增量。

在第一个例子中，$() 在子 shell 中执行命令，返回结果中 的换行符会被空白字符替换，因此，就 for 循环而言，每个值都是字符串。

在第二个例子中，seq 作为单独的命令运行，通过管道将其输出传入 while 循环，后者读取其中的每一行并做相应处理。如果数值序列特别长，这种方法更可取，因为 seq命令是与 while 并行运行的。在第一个例子的 for 循环中，seq 必须先运行完毕，然后用全部的输出结果替换掉$()。对于冗长的数值序列来说，这种方法的时间开销和内存开销都不小。

14、多路分支

你需要进行一系列比较，但使用 if/then/else 显得又长又啰唆。有没有更简单的方法？

可以用 case 语句实现多路分支。

case$FNin*.gif)gif2png$FN;;*.png)pngOK$FN;;*.jpg)jpg2gif$FN;;*.tif|*.TIFF)tif2jpg$FN;;*)printf"File not supported: %s"$FN;;esac

与其等价的 if/then/else 形式如下所示。

if[[$FN==*.gif]]thengif2png$FNelif[[$FN==*.png]]thenpngOK$FNelif[[$FN==*.jpg]]thenjpg2gif$FNelif[[$FN==*.tif||$FN==*.TIFF]]thentif2jpg$FNelseprintf"File not supported: %s"$FNfi

case 语句会扩展 case 与 in 之间的单词（包括参数替换）​。然后依次尝试匹配各个模式。这可是 shell 了不得的一项特性。它不是简单地比对值，而是进行字符串模式匹配（尽管并非正则表达式）​。示例中用到的模式并不复杂：*.gif匹配以普通字符.gif结尾的任意字符串（由 *表示）​。

代表逻辑 OR 的 | 用于分隔不同模式，无论匹配到其中哪个模式，都会执行相同的处理。在我们给出的例子中，如果 $FN 以 .tif 或 .TIFF 结尾，则匹配模式并执行（假想的） tif2jpg 命令。

case 中并没有 else 或 default 关键词来指示未匹配到任何模式时该执行哪些语句。它使用 * 作为最后的模式，因为该模式什么都能匹配。将其放在最后以作为默认分支，匹配之前尚未被匹配到的内容。

双分号（;;）用于结束与某个模式关联的一组语句。从bash 4 开始，还可以用另外两种写法结束一组语句。;;&表示，即便找到匹配，依然尝试匹配下一个模式，如果发现该模式也匹配，则执行与之关联的语句。;& 表示执行流程会“直落而下”​，不管模式是否匹配，都执行下一组语句。下面这个多少有些无聊的例子演示了上述特性的用法。

# 使用其他结束标记case$FNin*.gif)gif2png$FN;;&# 继续向下查找匹配*.png)pngOK$FN;;&# 继续向下查找匹配*.jpg)jpg2gif$FN;;&# 继续向下查找匹配*.tif)tif2jpg$FN;&# 直落而下*.*)echo"two.words";;*)echo"oneword"esac

只要 $FN 匹配前 4 个模式中的任意一个，bash 都会执行（假想的）转换命令，并继续向下查找匹配。它会发现第5 个模式也能够匹配，因此还会显示短语 two.words。

同 C/C++ 和 Java 程序员谈一个题外话：bash 中的 case 类似于 switch 语句，每个模式对应一处分支。但要注意，switch/case 中使用的是 shell 变量（通常包含字符串值）​，分支中使用的是模式（不仅仅是常量值）​。模式以右括号（可不是冒号）作结。C/C++ 和 Java 的 switch 语句中的break 等同于 bash 中的双分号，default 关键词等同于 bash 中的 * 模式。

匹配过程区分大小写，但可以用 shopt -s nocasematch（bash 3.1 以上版本可用）改变此行为。该选项会影响到case 和 [​[。

我们用 esac（反过来拼写“c-a-s-e”​，这种写法源于Algol 68）来结束 case 语句。

15、解析命令行参数

你想编写一个简单的脚本，在屏幕上打印出一行连字符，但同时希望将该脚本参数化，以便指定不同的行长度以及除连字符之外的其他字符。其语法类似如下代码。

dashes# 打印出72个连字符dashes50# 打印出50个连字符dashes-c=50# 打印出50个等号dashes-cx# 打印出72个字符x

有什么易行的方法可以解析这些简单参数？

对于正式的脚本编程，应该使用 bash 内建的 getopts。但这里只是想向你展示 case 语句的实践用法，因此，对于这种简单的情况，我们选择用 case 来解析参数。

下例展示了该脚本的开头部分​。

#!/usr/bin/env bash# 实例文件: dashes## dashes - 打印出一行连字符## 选项：#指定字符数量（默认为72个）# -c X 使用字符X，不再使用默认的连字符#LEN=72CHAR='-'while(($#>0))docase$1in[0-9]*)LEN=$1;;-c)shift;CHAR=${1:--};;*)printf'usage: %s [-c X] [#]\n'${0##*/}>&2exit2;;esacshiftdone## 未完……

默认字符数量（72）和默认字符（-）是在脚本起始部分（位于几行注释之后）设置的。while 允许脚本解析多个参数。只要参数数量（$#）不为 0，循环就会持续进行下去。

case 语句匹配 3 个模式。第一个模式 [0-9]* 能够匹配任意数位以及随后任意数量的字符。可以用更复杂的模式仅允许纯数字的出现，但我们假定任何以数位（digit）开头的参数都是数字（number）​。如果事实并非如此（例如，用户输入的是 1T4）​，那么脚本尝试使用 $LEN 时就会出错。我们暂时可以容忍这种情况。

第二个模式是普通的 -c。这其实算不上模式，只是严格的字面匹配。在此分支中，我们用内建命令 shift 丢弃这个参数（因为已经知道这个参数是什么了）并获取下一个参数（现在已变成第一个参数，因此用 $1 来引用它）​，同时将用户指定的新字符保存起来。在引用1 时，我们使用了 : − （ 1 时，我们使用了 :-（1时，我们使用了:−（{1:-x}）​，以便在未指定新字符时设置默认字符。这样一来，如果用户只输入 -c，却未指定新字符，则使用紧随 :- 之后的默认字符。要是写成 ${1:-x}，则默认字符为 x。脚本中出现的是 ${1:–}（注意，有两个减号）​，因此默认字符就是（第二个）减号。

第三个模式 * 可以匹配任意数量的字符，之前未匹配的参数都能够在此得以匹配。可以将其放在 case 语句的最后一个分支中来负责收尾工作，提醒用户发生了错误（出现了未知参数）​；打印提示信息，告知用户正确的用法。

如果刚开始接触 bash，可能需要向你解释一下 printf 输出的错误信息。该语句分为 4 部分。第一部分很简单，就是命令名 printf。第二部分是 printf 要用到的格式化字符串​。为了避免 shell 解释其中的内容，我们在字符串周围加上了单引号。最后一部分（>&2）告诉 shell 将 printf 的输出重定向到标准错误。因为属于错误信息，所以这种做法没毛病。不少脚本作者并没有将此放在心上，经常忽略错误信息的重定向。我们认为坚持将错误消息重定向到标准错误是一个很好的习惯。

第三部分对 $0 进行字符串操作。这是一种惯用写法，用于将调用命令时的前导路径部分剔除。如果我们只使用$0，会发生什么情况呢？以下是调用同一脚本时的两种错误方法。注意错误信息。

$ dashes-gusage: dashes[-c X][#]$ /usr/local/bin/dashes-gusage: /usr/local/bin/dashes[-c X][#]

在第二次调用时，我们使用的是完整路径，于是其也出现在了错误信息中。有人会觉得这样很烦。因此，我们剔除了 $0 中的部分内容，只留下脚本的基本名称（类似于使用 basename 命令）​。以后无论以何种方式调用脚本，错误信息看起来都是一模一样的。

$ dashes-gusage: dashes[-c X][#]$ /usr/local/bin/dashes-gusage: dashes[-c X][#]

相较于硬编码脚本名称或原封不动地使用 $0，这种方法肯定要多花点时间，但脚本的可移植性会更好，就算重命名脚本，也用不着再修改代码。如果你更喜欢在子 shell中使用 basename 命令，同样值得一试，多出的那点运行时间不值一提。输出错误信息后，就退出脚本。

我们用 esac 结束了 case 语句，然后通过 shift 丢弃刚刚在 case 语句中匹配到的参数。要是不这么做的话，就会深陷在 while 循环之中，一遍又一遍地解析同一个参数。shift 会使第 2 个参数（$2）成为第 1 个参数（$1）​，第 3个参数成为第 2 个参数，以此类推，同时还会将KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '#' at position 1: #̲ 减1。经过几次循环后，# 最终会变成 0（表示此时已经没有任何参数了）​，循环随之终止。

这里并没有展示连字符（或者其他字符）的实际输出效果，因为我们希望将重点放在 case 语句及其相关处理上。你可以在节中找到完整的脚本以及用于输出用法信息的函数。

16、创建简单的菜单

你有一个简单的 SQL 脚本，希望能够针对不同的数据库运行，以便将其重置用于各种测试。可以直接在命令行上提供数据库名，但你想要拥有更多的交互性。如何编写一个可以从数据库名称列表中进行选择的 shell 脚本呢？

用 select 语句创建简单的字符型屏幕菜单，如下例所示。

#!/usr/bin/env bash# 实例文件：dbinit.1#DBLIST=$(sh./listdb|tail-n+2)selectDBin$DBLISTdoechoInitializing database:$DBmysql-uuser-p$DB<myinit.sqldone

暂时先忽略 $DBLIST 是如何得到值的，知道该值是一个单词列表即可（就像 ls 命令的输出）​。select 语句会显示出这些单词，每个单词前都有一个数字，然后由用户做出选择。用户只需要输入菜单项数字，对应的单词就会保存在 select 之后指定的变量（本例中是变量 DB）中。

以下是运行该脚本时的输出。

$ ./dbinit1)testDB2)simpleInventory3)masterInventory4)otherDB#? 2Initializing database: simpleInventory#?$

如果用户输入“2”​，则单词 simpleInventory 会保存在变量 DB 中。如果着实需要用户所选的菜单项编号，你可以在变量 $REPLY 中找到。本例中的这个值是 2。

select 语句其实就是一个循环。当用户输入选择时，执行循环体（位于 do 和 done 之间）​，然后再次提示用户输入下一次选择。

此外，菜单也不会对 in 之后的变量重新求值，也就是说，一旦 select 语句运行，就无法改动菜单了。就算你在循环内修改了 $DBLIST，菜单也不会出现变化。

如果碰到文件结束符，则停止循环，在交互式用法中，这意味着用户按下了 Ctrl-D。​（如果通过管道将一系列选择传给 select，那么输入结束时，循环也会随之结束）​。

尽管 select 确实会考虑 $COLUMNS 的值，但并没有什么办法能控制菜单的格式。要是你打算使用 select，那也只能坦然接受了。不过，你可以用变量 $PS3 来修改 select的提示符。

17、修改简单菜单的提示符

你不喜欢 select 所生成菜单的提示符。该怎么修改？

bash 环境变量 $PS3 就是 select 所使用的提示符。将其设置成别的值就可以得到一个新的提示符。

这是第三种 bash 提示符。第一种提示符（$PS1）出现在大多数命令之前。​（我们给出的例子用 $ 作为提示符，但它可以加入用户 ID 或目录名来变得更为复杂。​）如果命令行需要续行，那么就得用到第二种提示符（$PS2）了。

第三种提示符 $PS3 出现在 select 循环中。在执行 select语句前设置该变量，就可以得到你想要的提示符。甚至还可以在循环内部对其做出改动。

下例中的脚本和上一节中的类似，但是它会统计处理了多少次有效选择。

#!/usr/bin/env bash# 实例文件：dbinit.2#DBLIST=$(sh./listdb|tail-n+2)PS3="0 inits >"selectDBin$DBLISTdoif[$DB]thenechoInitializing database:$DBPS3="$((++i))inits> "mysql-uuser-p$DB<myinit.sqlfidone

我们额外加入了空行，这样做是为了让 $PS3 的设置部分更加显眼。if 语句确保我们只统计用户的有效选择。这种检查可以用在该例的上一个版本中，不过当时我们想要示例保持简单化。

18、创建简单的RPN计算器

你也许只用口算就能将二进制转换成十进制、八进制、十六进制，不过同样的法子对简单的算术运算似乎无能为力，而且计算器还总是在需要的时候不见踪影。这该怎么办？

像下例中那样，用 shell 算术和 RPN6 创建一个计算器。

6RPN（Reverse Polish notation，逆波兰表示法或逆波兰记法）是一种由波兰数学家扬 • 武卡谢维奇于 1920 年引入的数学表达式方式。在逆波兰记法中，所有运算符都置于操作数的后面，因此也被称为后缀表示法。逆波兰记法不需要括号来标识运算符的优先级。

#!/usr/bin/env bash# 实例文件：rpncalc## 简单的RPN命令行（整数）计算器## 获取用户提供的参数并计算# 参数形式为：a b运算符# 允许使用*x*代替*## 检查参数数量：if[\($#-lt3\)-o\($(($#%2))-eq0\)]thenecho"usage: calc number number op [ number op ] ..."echo"use x or '*' for multiplication"exit1fiANS=$(($1${3//x/*} $2))shift3while[$#-gt0]doANS=$((ANS ${2//x/*} $1))shift2doneecho$ANS

RPN（或者后缀）风格的表示法将操作数（数字）放在前面，然后是运算符。如果使用 RPN，那么表达式应该写成5 4 +，而不是 5 + 4。要是想将结果再乘以 2，将2 *写在后面即可，因此整个表达式就是5 4 + 2 *，这种写法在解析表达式时实在是再好不过了，因为可以从左向右处理，压根不需要括号。任何运算的结果都会变成下一个子表达式的第一个操作数。

在我们这个简单的 bash 计算器中，允许用小写字母x代替乘号，因为*对于 shell 而言具有特殊含义。但如果你写成'*'或\*，也没问题。

如何检查参数错误？如果参数数量少于 3 个（我们需要 2个操作数和 1 个运算符，如 6 3 /）​，那么就认为出错了。参数可以多于 3 个，但总数始终应该是奇数（一开始是 3个参数，然后是下一个操作数和运算符，共计 2 个，以此类推，始终要再添加 2 个参数。有效的参数数量应该是3、5、7、9……）​。我们用下列语句检查参数数量，比较结果是否为 0。

$(($#%2))-eq0

$(( )) 用来执行 shell 算术运算。我们用 % 运算符（求余运算符）检查 $#（其中保存着参数数量）能否被 2 整除（通过 -eq 0 判断）​。

$(( )) 只能对其中的表达式执行整数运算。

现在我们知道了参数数量没问题，可以计算结果了。

ANS=$(($1${3//x/*} $2))

该语句将*替换成字母 x 并计算出最终结果。在命令行上调用脚本时，给出的是 RPN 表达式，但是 shell 算术运算所采用的语法还是正常的（中缀）写法。因此，必须交换一下参数位置才能在 $(( )) 中求值。暂时忽略用*替换 x这部分，前面的语句就变成了：

ANS=$(($1$3$2))

这里只是将运算符移到了两个操作数之间。在进行算术求值之前，bash 会替换掉这几个参数，因此，如果 $1 是5、$2 是 4、$3 是 +，那么参数替换后得到的就是：

ANS=$((5+4))

我们将求值结果 9 赋给变量 $ANS。处理完这 3 个参数后，用 shift 3 将其丢弃并获得新的参数，然后继续进行后续处理。由于之前已经确认了有奇数个参数，因此如果还有参数要处理，至少是 2 个（只有 1 个的话，参数总量就是偶数了，因为 3+1=4）​。

接下来进入 while 循环，每次处理 2 个参数。上一步的结果作为第一个操作数，下一个参数（执行完 shift 之后，现在变成了$1）作为第二个操作数，我们将保存在$2中的运算符放置在两个操作数之间，然后像先前那样对表达式求值。一旦处理完所有参数，$ANS中保存的就是最终结果。

最后再说一下替换操作。我们用${2}引用第二个参数。虽然通常用不着{}，直接写成$2即可，但这里是为了让bash 对该参数执行额外的操作。我们将其写成${2//x/*}是想在返回$2的值之前先用*（在第 3 个/后指明）替换掉（//）x。多加一个变量可以将这一步拆成两小步。

OP=${2//x/*}ANS=$((ANS OP $1))

如果是刚接触 bash 的这些特性，这个额外变量有助于你加深理解，一旦熟悉了这种惯用写法，你会发现自己不由自主地就将它们写成了一行（尽管可读性不太好）​。

你是不是好奇我们对表达式求值时为什么不写成$ANS和$OP ？在$(( ))中，除了位置参数（如 $1、$2）​，变量名前面并不需要加 $。位置参数需要 $ 是为了和普通数字（如 1、2）区分开来。

19、创建命令行计算器

你需要的不仅仅是整数算术，而且压根也不喜欢 RPN 表示法。有没有别的方法可以实现命令行计算器？

可以用 awk 内建的浮点算术表达式创建简单的命令行计算器，如下例所示。

# 实例文件：func_calc# 简单的命令行计算器functioncalc{# 仅适用于整数！--> echo The answer is: $(( $* ))# 浮点数awk"BEGIN {print\"The answer is:\"$*}";}# 函数calc定义完毕

你可能想跳过 awk 命令，并尝试用echo The answer is:$$$*$$。如果是整数，这么做没问题，但如果是浮点数运算，结果会被截断。

因为别名不允许使用参数，所以我们使用了函数。

你可能会想将这个函数添加到全局配置文件 /etc/bashrc或本地配置文件~/.bashrc。

运算符和你期望中的一样，与 C 语言中的也无异。

$ calc2+3+4The answer is:9$ calc2+3+4.5The answer is:9.5

小心 shell 的元字符。例如：

$ calc(2+2-3)*4 -bash: syntax error near unexpected token `2+2-3'

你需要将括号转义，消除其特殊含义。可以将表达式放进 单引号，或在任何特殊字符（对 shell 而言）之前加上斜线。例如：

$ calc'(2+2-3)*4'The answer is:4$ calc\(2+2-3\)\*4 The answer is:4$ calc'(2+2-3)*4.5'The answer is:4.5

我们还得转义 *，因为它是文件名通配符，对 bash 具有特殊含义。如果你想在运算符周围加上空白字符，则更是如此，因为 * 会匹配当前目录下的所有文件名，bash 会在命令行上用这些文件名替换 *，这肯定不是你想要的结果。