第三十三章：流量控制： for 循环

在关于流控制的最后一章中，我们将介绍shell的另一个循环构造。for循环与while和until循环的不同之处在于，它提供了一种在循环过程中处理序列的方法。这在编程时非常有用。因此， for 循环是bash脚本中一种流行的构造。

很自然地，通过 for 复合命令实现了for循环。在bash中， for 有两种形式。

for ：传统shell形式

for 命令的原始语法如下：

for variable [ in words]; do ​ commands ​ done

其中 variable 是在循环执行过程中递增的变量的名称， words 是将按顺序分配给变量的可选项目列表， commands 是在循环的每次迭代中执行的命令。

for 命令在命令行上很有用。我们可以很容易地演示它是如何工作的。

xxxxxxxxxx
[me@linuxbox ~]$ for i in A B C D; do echo $i; done 
A 
B 
C 
D

在这个例子中， for 给出了一个四个单词的列表：A、B、C和D。对于一个四单词的列表，循环执行了四次。每次执行循环时，都会为变量 i 分配一个单词。在循环中，我们有一个 echo 命令，显示i的值以显示分配。与 while 和 until 循环一样， done 关键字关闭了循环。

for 真正强大的功能是我们可以创建单词列表的许多有趣的方法。例如，我们可以通过大括弧（brace）展开来实现，如下所示：

xxxxxxxxxx
[me@linuxbox ~]$ for i in {A..D}; do echo $i; done
A
B
C
D

或者我们可以使用路径名扩展，如下所示：

xxxxxxxxxx
[me@linuxbox ~]$ for i in distros*.txt; do echo "$i"; done
distros-by-date.txt 
distros-dates.txt 
distros-key-names.txt 
distros-key-vernums.txt 
distros-names.txt 
distros.txt 
distros-vernums.txt 
distros-versions.txt

路径名扩展提供了一个可以在循环中处理的良好、干净的路径名列表。需要采取的一个预防措施是检查扩展是否与某些东西相匹配。默认情况下，如果扩展名与任何文件都不匹配，则将返回通配符本身（上例中的 distors*.txt）。为了防止这种情况，我们将用以下方式在脚本中编写上述示例：

xxxxxxxxxx
for i in distros*.txt; do
    if [[ -e "$i" ]]; then
        echo "$i"
    fi
done

通过添加文件存在性测试，我们将忽略失败的扩展。

另一种常见的单词生成方法是命令替换。

xxxxxxxxxx
#!/bin/bash
​
# longest-word: find longest string in a file 
​
while [[ -n "$1" ]]; do 
    if [[ -r "$1" ]]; then 
        max_word= 
        max_len=0
        for i in $(strings "$1"); do 
            len="$(echo -n "$i" | wc -c)" 
            if (( len > max_len )); then 
                max_len="$len"
                max_word="$i"
            fi 
        done 
        echo "$1: '$max_word' ($max_len characters)" 
    fi 
    shift 
done

在这个例子中，我们查找文件中找到的最长字符串。当在命令行上给定一个或多个文件名时，此程序使用 strings 程序（包含在GNU binutils包中）在每个文件中生成可读文本“单词”列表。 for 循环依次处理每个单词，并确定当前单词是否是迄今为止找到的最长单词。当循环结束时，将显示最长的单词。

这里要注意的一点是，与我们的惯例相反，我们没有用双引号括住命令替换 $(strings "$1") 。这是因为我们实际上希望通过分词来给出我们的列表。如果我们用引号括住命令替换，它只会产生一个包含文件中每个字符串的单词。这并不是我们想要的。

如果省略 for 命令的 words 选项部分， for 默认处理位置参数。我们将修改 longest-word 脚本以使用此方法：

xxxxxxxxxx
#!/bin/bash 
​
# longest-word2: find longest string in a file 
​
for i; do 
    if [[ -r "$i" ]]; then 
        max_word=
        max_len=0 
        for j in $(strings "$i"); do 
            len="$(echo -n "$j" | wc -c)" 
            if (( len > max_len )); then 
                max_len="$len" 
                max_word="$j"
            fi 
        done 
        echo "$i: '$max_word' ($max_len characters)" 
    fi 
done

正如我们所看到的，我们已经改变了最外层的循环，用 for 代替 while 。通过省略 for 命令中的单词列表，将使用位置参数。在循环中，变量i的先前实例已被更改为变量 j 。 shift 的使用也被消除了。

为什么是i？

您可能已经注意到，在前面的每个 for 循环示例中都选择了变量 i 。为什么？除了传统之外，实际上没有具体的原因。与 for 一起使用的变量可以是任何有效的变量，但 i 是最常见的，其次是 j 和 k 。

这一传统的基础来自Fortran编程语言。在Fortran中，以字母I、J、K、L和M开头的未声明变量会自动键入为整数，而以任何其他字母开头的变量会键入为实数（带小数分数的数字）。这种行为导致程序员将变量I、J和K用于循环变量，因为在需要临时变量（通常是循环变量）时使用它们的工作量更少。

这也导致了以下基于Fortran的俏皮话：

“上帝是真实的，除非声明为整数。”

“GOD is real, unless declared integer.”

for ：C语言形式

最近版本的bash添加了第二种 for 命令语法形式，类似于C编程语言中的形式。许多其他语言也支持这种形式。

for (( expression1; expression2; expression3 )); do ​ commands ​ done

这里 expression1、 expression2、expression3 是算术表达式， commands 是在循环的每次迭代期间要执行的命令。

在行为方面，这种形式相当于以下构造：

(( expression1 )) ​ while (( expression2 )); do ​ commands ​ (( expression3 )) ​ done

expression1 用于初始化循环的条件， expression2 用于确定循环何时完成， expression3 在循环的每次迭代结束时执行。

以下是一个典型的应用程序：

xxxxxxxxxx
#!/bin/bash 
​
# simple_counter: demo of C style for command 
​
for (( i=0; i<5; i=i+1 )); do 
    echo $i 
done

执行时，它会产生以下输出：

xxxxxxxxxx
[me@linuxbox ~]$ simple_counter 
0 
1 
2 
3 
4

在这个例子中， expression1 用零值初始化变量 i ， expression2 允许循环继续，只要 i 的值小于5， expression3 每次重复循环时都会将 i 的值递增1。

for 的C语言形式在需要数字序列时非常有用。我们将在接下来的两章中看到几个应用程序。

总结

根据我们对 for 命令的了解，我们现在将对 sys_info_page 脚本进行最后的改进。目前， report_home_space 函数看起来像这样：

xxxxxxxxxx
report_home_space () { 
    if [[ "$(id -u)" -eq 0 ]]; then 
        cat << _EOF_ 
    <h2>Home Space Utilization (All Users)</h2> 
    <pre>$(du -sh /home/*)</pre> 
_EOF_ 
    else 
        cat << _EOF_ 
    <h2>Home Space Utilization ($USER)</h2> 
    <pre>$(du -sh "$HOME")</pre> 
_EOF_ 
    fi 
    return 
}

接下来，我们将重写它，为每个用户的主目录提供更多详细信息，并包括每个目录中的文件和子目录的总数。

xxxxxxxxxx
report_home_space () { 
​
    local format="%8s%10s%10s\n" 
    local i dir_list total_files total_dirs total_size user_name
    
    if [[ "$(id -u)" -eq 0 ]]; then 
        dir_list=/home/*
        user_name="All Users" 
    else 
        dir_list="$HOME" 
        user_name="$USER"
    fi 
    
    echo "<h2>Home Space Utilization ($user_name)</h2>" 
    
    for i in $dir_list; do 
    
        total_files="$(find "$i" -type f | wc -l)"
        total_dirs="$(find "$i" -type d | wc -l)" 
        total_size="$(du -sh "$i" | cut -f 1)" 
        
        echo "<H3>$i</H3>" 
        echo "<pre>" 
        printf "$format" "Dirs" "Files" "Size" 
        printf "$format" "----" "-----" "----" 
        printf "$format" "$total_dirs" "$total_files" "$total_size"
        echo "</pre>" 
    done 
    return 
}

这次重写应用了我们迄今为止学到的大部分知识。我们仍然在测试超级用户，但我们没有在 if 中执行完整的操作集，而是在 for 循环中设置了一些稍后使用的变量。我们在函数中添加了几个局部变量，并使用 printf 格式化了一些输出。