十、Linux Shell脚本：流程控制语句

作者：IvanCodes 日期：2025年8月10日 专栏：Linux教程

在掌握了Shell脚本的变量与运算之后，流程控制是构建复杂和实用脚本的关键。它允许脚本根据不同的条件来选择执行路径，或重复执行特定任务，从而实现脚本的灵活性与自动化。

思维导图

一、条件判断

if 语句是最基本的条件控制结构，它评估一个命令的退出状态码 (exit code)。如果退出码为 0 (成功)，则条件为真；如果为非 0 (失败)，则条件为假。

if 的基本结构

格式：

if [ 条件判断 ]; then
# 条件为真时执行的代码块
fi

代码示例：检查文件是否存在

#!/bin/bash
TARGET_FILE="/etc/hosts"

if [ -f "$TARGET_FILE" ]; then
echo "文件 '$TARGET_FILE' 存在。"
fi

if…else 结构

格式：

if [ 条件判断 ]; then
# 条件为真时执行的代码块
else
# 条件为假时执行的代码块
fi

代码示例：判断目录是否存在

#!/bin/bash
TARGET_DIR="/var/log/non_existent_dir"

if [ -d "$TARGET_DIR" ]; then
echo "目录 '$TARGET_DIR' 存在。"
else
echo "目录 '$TARGET_DIR' 不存在，将尝试创建。"
mkdir -p "$TARGET_DIR"
fi

if…elif…else 结构

格式：

if [ 条件1 ]; then
# 条件1为真时执行
elif [ 条件2 ]; then
# 条件1为假，但条件2为真时执行
else
# 以上所有条件都为假时执行
fi

代码示例：根据HTTP状态码判断响应

#!/bin/bash
HTTP_CODE=200

if [ $HTTP_CODE -eq 200 ]; then
echo "请求成功 (OK)"
elif [ $HTTP_CODE -eq 404 ]; then
echo "资源未找到 (Not Found)"
elif [ $HTTP_CODE -eq 500 ]; then
echo "服务器内部错误 (Internal Server Error)"
else
echo "收到未知的HTTP状态码: $HTTP_CODE"
fi

条件判断的实现：test 和 [ ]

在Shell中，if 后的条件通常由 test 命令或其等价形式 [ … ] 来实现。[[ … ]] 是 [ … ] 的扩展版本，提供了更多功能 (如模式匹配、逻辑与/或)。

常见判断类型：

文件测试: -f (是普通文件?), -d (是目录?), -e (存在?), -s (大小非0?), -r (可读?), -w (可写?), -x (可执行?) 字符串比较: "$str1" = "$str2", "$str1" != "$str2", -z "$str" (字符串为空?), -n "$str" (字符串非空?) 整数比较: -eq (等于), -ne (不等于), -gt (大于), -ge (大于等于), -lt (小于), -le (小于等于)

二、循环结构

循环用于重复执行一段代码，直到满足某个退出条件。

for 循环

for 循环擅长遍历一个列表 (字符串、文件名、数字序列等) 或进行C语言风格的数值循环。

格式 (遍历列表):

for variable_name in item1 item2 item3 ...; do
# 循环体
done

代码示例 (遍历并重命名文件):

#!/bin/bash
# 将所有 .txt 文件重命名为 .txt.bak
for filename in *.txt; do
if [ -f "$filename" ]; then
echo "正在备份: $filename -> ${filename}.bak"
mv "$filename" "${filename}.bak"
fi
done

格式 (C风格数值循环):

for (( initialization; condition; step )); do
# 循环体
done

代码示例 (执行三次ping测试):

#!/bin/bash
TARGET_HOST="8.8.8.8"

for (( i=1; i<=3; i++ )); do
echo "— 第 $i 次 PING 测试 —"
ping -c 1 "$TARGET_HOST"
done

while 循环

while 循环在每次迭代前检查条件，只要条件为真，就继续执行循环体。

格式：

while [ 条件判断 ]; do
# 循环体
done

代码示例：逐行读取文件

#!/bin/bash
CONFIG_FILE="/etc/fstab"

while read -r line; do
# 忽略注释和空行
if [[ "$line" =~ ^# || -z "$line" ]]; then
continue
fi
echo "读取到配置行: $line"
done < "$CONFIG_FILE"

until 循环

until 循环与 while 逻辑相反：只要条件为假，就继续执行循环体，直到条件变为真才停止。

格式：

until [ 条件判断 ]; do
# 循环体
done

代码示例：等待服务端口启动

#!/bin/bash
PORT=8080
TIMEOUT=10
COUNT=0

until nc -z localhost $PORT >/dev/null 2>&1; do
if [ $COUNT -ge $TIMEOUT ]; then
echo "等待端口 $PORT 超时！"
exit 1
fi
echo "端口 $PORT 尚未启动，等待1秒…"
sleep 1
COUNT=$((COUNT + 1))
done

echo "端口 $PORT 已成功启动！"

循环控制：break 和 continue

• break: 立即从当前循环中完全跳出。
• continue: 跳过当前循环的剩余部分，直接开始下一次迭代。

代码示例：在循环中处理文件

#!/bin/bash
for file in /var/log/*; do
if [ -d "$file" ]; then
continue # 如果是目录，则跳过
fi

echo "正在处理文件: $file"

if [ -s "$file" ] && grep -q "ERROR" "$file"; then
echo "在文件 '$file' 中找到错误，停止处理。"
break # 找到错误后，完全停止
fi
done

三、分支选择

case 语句提供了一种更清晰的方式来处理多重条件分支，是 if…elif…else 的一种替代方案，特别适合基于单个变量的值进行匹配。

格式：

case $variable in
pattern1)
# 匹配 pattern1 时执行
;;
pattern2|pattern3)
# 匹配 pattern2 或 pattern3 时执行
;;
*)
# 默认情况，当以上模式都不匹配时执行
;;
esac

代码示例：脚本参数解析

#!/bin/bash
ACTION=$1

case $ACTION in
start)
echo "正在启动服务…"
# systemctl start my_service
;;
stop)
echo "正在停止服务…"
# systemctl stop my_service
;;
status)
echo "检查服务状态…"
# systemctl status my_service
;;
*)
echo "用法: $0 {start|stop|status}"
exit 1
;;
esac

练习题

题目：

答案与解析：

#!/bin/bash
if [ -z "$1" ]; then
echo "用法: $0 <文件名>"
exit 1
fi

if [ -r "$1" ] && [ -w "$1" ] && [ -x "$1" ]; then
echo "Full permissions granted"
else
echo "Permissions incomplete"
fi

• 解析： if 语句中的 -r, -w, -x 是文件测试操作符，分别检查读、写、执行权限。&& 是逻辑与操作符，要求所有条件都为真才执行 then 块。

#!/bin/bash
ENVIRONMENT="production"
FORCE_DEPLOY="false"

if [[ "$ENVIRONMENT" == "production" && "$FORCE_DEPLOY" != "true" ]]; then
echo "Safety check passed: Not a forced production deploy."
exit 0
else
echo "Proceeding with deployment."
fi

• 解析： 使用了 [[ … ]] 扩展测试，它内部支持 && (逻辑与) 和 != (字符串不等于) 操作符，语法更自然。

#!/bin/bash
for (( num=10; num<=20; num+=2 )); do
echo $num
done

• 解析： C风格的 for 循环通过初始化 num=10，条件 num<=20，以及步进 num+=2 来精确控制循环，直接打印出范围内的偶数。

#!/bin/bash
for logfile in /var/log/*.log; do
if [ -s "$logfile" ]; then
echo "找到非空日志文件: $(basename "$logfile")"
fi
done

• 解析： *.log 是一个通配符，for 循环会遍历所有匹配的文件名。-s 文件测试操作符用于判断文件大小是否大于零。basename 命令用于提取文件名，去除路径。

#!/bin/bash
echo "请输入内容 (输入 'quit' 退出):"
while read -r input_line; do
if [ "$input_line" == "quit" ]; then
break
fi
echo "你输入了: $input_line"
done

• 解析： while read -r input_line 是读取标准输入的标准模式。循环会一直持续，直到 read 命令失败 (例如，用户按下Ctrl+D) 或遇到 break。

#!/bin/bash
LOG_FILE_TO_CHECK="my_app.log"
touch $LOG_FILE_TO_CHECK # 创建一个空文件用于测试

echo "正在监控 '$LOG_FILE_TO_CHECK' …"
# 在另一个终端执行 echo "critical error" >> my_app.log 来触发
until grep -q "critical error" "$LOG_FILE_TO_CHECK"; do
sleep 2
done

echo "Critical error detected!"

• 解析： until 循环的条件是命令本身 (grep -q …)。只要 grep 找不到字符串 (退出码非0，条件为假)，循环就继续。一旦找到 (退出码为0，条件为真)，循环终止。

#!/bin/bash
for (( i=1; i<=3; i++ )); do
echo "外层循环: i=$i"
for (( j=1; j<=3; j++ )); do
echo " 内层循环: j=$j"
if [ $i -eq $j ]; then
echo " i 等于 j，跳出所有循环！"
break 2 # '2' 表示跳出两层循环
fi
done
done

• 解析： break n 命令可以跳出指定层数的循环。break 1 (或 break) 只跳出当前层，break 2 跳出当前层和其外一层。

#!/bin/bash
FILENAME="archive-2023.tar.gz"

case $FILENAME in
*.log)
echo "Log file"
;;
*.tar.gz|*.tgz)
echo "Compressed archive"
;;
*.sh)
echo "Shell script"
;;
*)
echo "Unknown file type"
;;
esac

• 解析： case 语句的模式支持通配符，如 * (匹配任意字符序列)。| 用于分隔多个模式，表示“或”。

#!/bin/bash
PS3="请选择一个操作 (输入数字): "
options=("Start" "Stop" "Restart" "Exit")

select opt in "${options[@]}"; do
case $opt in
"Start")
echo "正在启动…"
;;
"Stop")
echo "正在停止…"
;;
"Restart")
echo "正在重启…"
;;
"Exit")
echo "退出脚本。"
break
;;
*)
echo "无效选项 '$REPLY'，请重新选择。"
;;
esac
done

• 解析： select 会自动生成一个带编号的菜单。用户的输入编号会被翻译成对应的选项值 (赋给变量opt)，而原始输入则保存在 $REPLY 中。