19 Shell编程之条件语句

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19.1 条件测试操作

        19.1.1 文件测试

        19.1.1 整数值比较

        19.1.3 字符串比较

        19.1.4 逻辑测试

19.2 if条件语句

        19.2.1 if语句的结构

        19.2.2 if语句应用示例

19.3 case分支语句

        19.3.1 case语句的结构

        19.3.2 case语句应用示例

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19.1 条件测试操作

        Shell环境根据命令执行后的返回状态值（$?）来判断是否执行成功，当返回值为0时表示成功，否则（非0值）表示失败或异常。使用专门的测试工具——test命令，可以对特定条件进行测试，并根据返回值来判断条件是否成立（返回值为0表示条件成立）。

        使用test测试命令时，包括以下两种形式。

test 条件表达式

[ 条件表达式 ]        //需要注意中括号前后必须加空格

         这两种方式的作用完全相同，但通常一种形式更为常用，也更贴近编程习惯。需要注意的是，方括号“[ ”或“]”与条件表达式之间需要至少一个空格进行分隔。

        根据需要测试的条件类别不同，条件表达式也不同。比较常用的条件操作包括文件测试、整数值比较、字符串比较、以及针对多个条件的逻辑测试。

        19.1.1 文件测试

        文件测试指的是根据特定的路径名称，判断对应的是文件还是目录，或者判断文件是否可读、可写、可执行等。文件测试的常见操作选项如下，使用时将测试对象放在操作选项之后即可。

类型	作用
-d	测试是否为目录（Directory）。
-e	测试目录或文件是否存在（Exist）。
-f	测试是否为文件（File）。
-r	测试当前用户是否有权限读取（Read）。
-w	测试当前用户是否有权限写入（Write）。
-x	测试是否设置有可执行（Excute）权限。

        执行条件测试操作以后，通过预定义变量$?可以获得测试命令的返回状态值，从而判断该条件是否成立。

         若测试条件不成立，则测试操作的返回值将不为0（通常为1）。

         通过查看变量$?的值可以判断前一步的条件测试结果，但是操作比较繁琐，输出结果也并不是很直观。为了更直观地查看测试结果，可以结合命令分隔符“&&”和echo命令一起使用，当条件成立时直接输出“YES”。其中，“&&”符号表示“而且”关系，只有当前面的命令执行成功后才会执行后面的命令，否则后面的命令将会被忽略。

        19.1.1 整数值比较

        整数值比较指的是根据给定的两个整数值，判断第一个数与第二个数的关系，如是否大于、等于、小于第二个数。整数值比较的常用操作选项如下，使用时将操作选项放在要比较的两个整数之间。

类型	作用
-eq	第一数等于（Equal）第二个数。
-ne	第一个数不等于（Not Equal）第二个数。
-gt	第一个数大于（Greater Than）第二个数。
-lt	第一个数小于（Lesser Than）第二个数。
-le	第一个数小于或等于（Lesser or  Equal）第二个数。
-ge	第一个数大于或等于（Greater or Equal）第二个数。

        整数值比较在Shell脚本编写中的应用较多。例如，用来判断已登录用户数量、开启进程数、磁盘使用率是否超标，以及软件版本号是否符合要求等。实际使用时，往往会通过变量引用、命令替换等方式来获取一个数值。

        例如，若要判断当前已登录的用户数，当超过五个时输出“Too many”，可以执行以下操作。

        又如，若要判断物理内存（Mem）当前的磁盘缓存大小，当低于1024MB时输出具体数值，可以执行以下操作。其中，“free -m”命令表示以MB为单位输出内存信息，提取的空闲内存数值通过命令替换赋值给变量FreeCC。

        19.1.3 字符串比较

        字符串比较通常用来检查用户输入、系统环境等是否满足条件，在提供交互式操作的Shell脚本中，也可以用来判断用户输入的位置参数是否符合要求。字符串比较的常用操作选项如下。

类型	作用
=	第一个字符串与第二个字符串相同。
!=	第一个字符串与第二个字符串不相同，其中“!”符号表示取反。
-z	检查字符串是否为空（zone），对于未定义或赋予空值的变量将视为空串。

        例如，若要判断当前系统的语言环境，当发现不是“en.US” 时输出提示信息“Not en.US”，可以执行以下操作：

        又如，在Shell脚本应用中，经常需要用户输入 “yes”或“no”来确认某个任务。以下操作展示了确认交互的简单过程，实际使用时还会根据变量“ACK”的取值分别执行进一步的操作。

 

        19.1.4 逻辑测试

        逻辑测试指的是判断两个或多个条件之间的依赖关系。当系统任务取决于多个不同的条件时，根据这些条件是否同时成立或者只要有其中一个成立等情况，需要有一个测试的过程。常用的逻辑测试操作如下，使用时放在不同的测试语句或命令之间。

类型	作用
&&	逻辑与，表示“而且”，只有当前后两个条件都成立时，整个测试命令的返回值才为0（结果成立）。使用test命令测试时，“&&”可改为“-a”。
||	逻辑或，表示“或者”，只要前后两个条件中有一个成立，整个测试命令的返回值即为0（结果成立）。使用test命令测试时，“||”可改为“-o”。
!	逻辑否，表示“不”，只有当指定的条件不成立时，整个测试命令的返回值才为0（结果成立）。

        在上述逻辑测试的操作选项中，“&&”和“||”通常也用于间隔不同的命令操作，起作用时相似的。实际上此前已经接触“&&”操作应用，如“make && make install”的编译安装操作。

        例如要判断当前Linux系统的版本内核本是否大于3.4，可以执行以下操作。其中，内核版本号通过uname和awk命令获得。

19.2 if条件语句

        实际上使用“&&”和“||”逻辑测试已经可以完成简单的判断并执行相应的操作，但是当需要选择执行的命令语句较多时，这种方式将使执行代码显得很复杂，而使用专门的if条件语句，可以更好地整理脚本结构，使得层次分明，清晰易懂。

        19.2.1 if语句的结构

        在Shell脚本应用中，if语句是最为常见的一种流程控制方式，用来根据特定的条件测试结果，分别执行不同的操作（如果......那么......）。根据不同的复杂程度，if语句的选择结构可以分为三种基本类型，适用于不同的应用场合。

        1.单分支if语句

        if语句的“分支”指的是不同测试结果对应的执行语句（一条或多条），对于单分支的选择结构，只有在“条件成立”时才会执行相应的代码，否则不执行任何操作。单分支if语句的语法格式如下所示：

        在上述语句结构中，条件测试操作既可以是“[条件表达式]”语句，也可以时其它可执行的命令语句；命令序列指的是一条或多条可执行的命令行，也包括嵌套使用的if语句或其他流程控制语句。

        单分支if语句的执行流程：首先判断条件测试操作的结果，如果返回值为0，表示条件成立，执行then后面的命令序列，一直到遇见fi结束判断为止，继续执行其他脚本代码；如果返回值不为0，则忽略then后面的命令序列，直接跳至fi行一役后执行其它脚本代码。

         2.双分支if语句

        对于双分支的选择结构，要求针对“条件成立”“条件不成立”两种情况分别执行不同的操作。双分支if语句夫人语法格式如下：

        双分支if语句的执行流程：首先判断条件测试操作的结构，如果条件成立，则执行then后面的命令序列1，忽略else及后面的命令序列2，知道遇见fi结束判断；如果条件不成立，则忽略then及后面的命令序列1，直接跳至else后面的命令序列2并执行，知道遇见fi结束判断。

         3.多分支if语句

        由于if语句可以根据测试结构的成立、不成立分别执行操作，所以能够嵌套使用，进行多次判断。多分支if语句的语法格式如下。

        多分支if语句的执行流程：首先判断条件测试1的结构，如果条件1成立，则执行命令序列1，然后跳至fi结束判断；如果条件1不成立，则继续判断条件测试操作2的结构，如果条件2成立，则执行命令序列2，然后跳至fi结束判断......如果虽有的条件都不满足，则执行else后面的命令序列n，直接遇见fi结束判断。

        19.2.2 if语句应用示例

        1.单分支if语句应用

        很多 Linux 用户习惯上将光盘设备挂载到/media/cdrom 目录下，但 CentOS7 系统默认并没有建立此目录。若需要在 Shel 脚本中执行挂载光盘的操作，建议先判断挂载点目录是否存在，若不存在则新建此目录。

        例如，有些特权命令操作要求以root用户执行，如果当前用户不是root，那么再执行这些命令就没有必要(肯定会失败)。针对这种情况，在脚本中可以先判断当前用户是不是root，如果不是则报错并执行"exit 1"命令退出脚本(1 表示退出后的返回状态值)，而不再执行其他代码。 

        当普通用户执行 chkifroot.sh 脚本时，由于"非root 用户”的条件成立，因此会提示权限
不足并退出脚本(使用“exit 1"退出脚本后，fi之后的 fdisk 命令将不会执行)。

         当 root 用户执行 chkifroot.sh 脚本时，由于“非 root 用户”的条件不成立，所以if 语句不
执行任何操作，正常执行fi之后的脚本代码。

        2.双分支if语句应用 

        双分支if语句只是在单分支的基础上针对“条件不成立"的情况执行另一种操作，而不是“坐视不管"地不执行任何操作。例如，若要编写一个连通性测试脚本 pinghost.sh，通过位置参数$1提供目标主机地址，然后根据 ping 检测结果给出相应的提示，可以参考以下操作过程。 

         在上述脚本代码中，为了提高 ping 命令的测试效率，使用了"-c""-i""-W选项，分别指定
只发送三个测试包、间隔 0.2 秒、超时 3秒。另外，通过“&>/dev/nul"屏蔽了 ping 命令执行
过程的输出信息。执行 pinghost.sh 脚本的效果如下所示。

        例如，通过 Shel 脚本检査 vsftpd 服务是否运行，如果已经运行则列出其监听地址、PID 号，否则输出提示“警告:vsftpd 服务不可用!”。其中，pgrep 命令的“-x"选项表示查找时使用精确匹配。

 

        执行chkvsftpd.sh脚本的效果如下所示。

        3.多分支if语句应用

        与单分支、双分支if语句相比，多分支if语句的结构能够根据多个互斥的条件分别执行不同的操作，实际上等同于嵌套使用的i语句。例如，若要编写一个成绩分档的脚本gradediv.sh，根据输入的考试分数不同来区分优秀、合格、不合格三挡，可以参考以下操作过程。

         执行gradediv.sh脚本的效果如下所示。

19.3 case分支语句

        case 语句可以使脚本程序的结构更加清晰、层次分明，本节就来学习 case 语句的语法结构及应用。

        19.3.1 case语句的结构

        case语句主要适用于以下情况:某个变量存在多种取值，需要对其中的每一种取值分别执行不同的命令序列。这种情况与多分支的if语句非常相似，只不过if语句需要判断多个不同的条件，而 case 语句只是判断一个变量的不同取值。

        case分支语句的语法结构如下所示。

        在上述语句结构中，关键字 case 后面跟的是"变量值”，[即“$变量名”。整个分支结构包括在 case...esac 之间，中间的模式 1、模式 2、……、*对应为变量的不同取值(程序期望的取值)，其中*作为通配符，可匹配任意值。

        case 语句的执行流程:首先使用“变量值"与模式1进行比较，若取值相同则执行模式1后的命令序列，直到遇见双分号"…"后跳转至 esac，表示结束分支;若与模式1不相匹配，则继续与模式2进行比较，若取值相同则执行模式2后的命令序列，直到遇见双分号"…;”后跳转至 esac，表示结束分支…依此类推，若找不到任何匹配的值，则执行默认模式“*)后的命令序列，直到遇见 esac 后结束分支。 

        使用 case 分支语句时，有几个值得注意的特点如下所述。 

1.case 行尾必须为单词“in”，每一模式必须以右括号")”结束。

2.双分号";;"表示命令序列的结束。

3.模式字符串中，可以用方括号表示一个连续的范围，如“[0-9]”;还可以用竖杠符号“||”表示或，如“A|B”。

4.最后的“*)”表示默认模式，其中的*相当于通配符。

        19.3.2 case语句应用示例

        1.检查 用户输入的字符类型

        提示用户从键盘输入一个字符，通过 case 语句判断该字符是否为字母、数字或者其他控制字符，并给出相应的提示信息。

        测试并确认hitkey.sh脚本的执行结果如下所示。

        2.编写系统服务脚本

        编写一个名为 myprog 的系统服务脚本，通过位置变量$1 指定的 start、stop、restart、status 控制参数，分别用来启动、停止、重启 sleep 进程，以及査看 sleep 进程的状态。其中,命令 sleep 用来暂停指定秒数的时间,这里仅用做测试,在实际运维工作中应将 sleep改为相应后台服务的控制命令序列。 

        测试并确认mygrog脚本的执行结果如下所示。

        在 Linux 系统中，源码软件包编译安装后提供的服务控制脚本使用了 case 分支语句;也有一些源码包没有提供服务控制脚本,编译安装后可参照上例自行编写服务控制脚本。平时控制各种系统服务时，提供的 start、stop、restart 等位置参数，正是由 case 语句结构来识别并完成相应操作的。有兴趣的同学可自行查阅这些脚本内容。若要将 myprog 服务交给 systemd 来管理,还需要在/lib/systemd/system 目录下添加相应的 myprog.service 配置文件。