第八章shell脚本应用(三)

简介

除了上一章学习的if条件语句之外，作为一种脚本编程语言，Shell同样包含循环、分支等其他程序控制结构，从而能够轻松完成更加复杂、强大的功能。本章将学习for、while、case语句的具体应用。

本章重点

for、while循环语句
case分支语句

理论讲解

一、使用for循环语句

在实际工作中，经常会遇到某项任务需要多次执行的情况，而每次执行时仅仅是处理的对象不一样，其他命令相同。例如，根据通讯录中的姓名列表创建系统账号，根据服务器清单检查各主机的存活状态，根据IP地址黑名单设置拒绝访问的防火墙策略等。

当面对各种列表重复任务时，使用简单的if语句已经难以满足要求，而顺序编写全部代码更是显得异常烦琐、困难重重。本节将要学习的for循环语句，可以很好地解决类似问题。

1.for语句的结构

使用for 循环语句时，需要指定一个变量及可能的取值列表，针对每个不同的取值重复执行相同的命令序列，直到变量值用完退出循环。在这里，“取值列表”称为for 语句的执行条件，其中包括多个属性相同的对象，需要预先指定（如通讯录、IP黑名单）。

for 循环语句的语法结构如下所示:

for 变量名 in 取值列表
do
	命令序列
done

上述语句结构中，for语句的操作对象为用户指定名称的变量，并通过in关键字为该变量预先设置了一个取值列表，多个取值之间以空格进行分隔。位于do…done之间的命令序列称为循环体，其中的执行语句需要引用变量以完成相应的任务。

for语句的执行流程：首先将列表中的第一个取值赋给变量，并执行do…done循环体中的命令序列：然后将列表中的第二个取值赋给变量，并执行循环体中的命令序列……依此类推，直到列表中的所有取值用完，最后将跳至done 语句，表示结束循环。

如图所示：

2.for语句应用示例

为了进一步理解for语句的结构和流程，掌握for 语句在脚本中的实际使用，下面依次介绍两个脚本示例。

1）根据姓名列表批量添加用户

根据人事部门给出的员工姓名的拼音列表，在Linux服务器中添加相应的用户账号，初始密码均设置为“pwd@123”。其中，员工姓名列表中的账号数量并不固定，而且除了要求账号名称是拼音之外，并无其他特殊规律。

针对上述要求，可先指定员工列表文件username.txt，然后编写一个名为useraddfor.sh的Shell脚本，从username.txt文件中读取各用户名称，重复执行添加用户、设置初始密码的相关操作。

首先创建username.txt.并输入用户名

[root@centos01 ~]# vim  ./username.txt
bob
tom
alice

创建useraddfor.sh脚本，进行编辑

[root@centos01 ~]# vim ./username.sh
#!/bin/bash
user=$(cat /root/username.txt)
for username in $user
do
useradd $username
echo "pwd@123" | passwd --stdin $username $> /dev/null
done

添加执行权限

[root@centos01 ~]# chmod +x ./username.sh

运行脚本进行测试

[root@centos01 ~]# ./username.sh

创建成功

根据上述脚本，还可以创建删除用户脚本
如下所示：

创建删除用户脚本 userdelfor.sh

[root@centos01 ~]# vim ./deluser.sh
#!/bin/bash
user=$(cat /root/username.txt)
for username in $user
do
userdel -r $username
done

添加执行权限，运行脚本进行测试

[root@centos01 ~]# chmod +x ./deluser.sh 
[root@centos01 ~]# ./deluser.sh
[root@centos01 ~]# tail -3 /etc/passwd

删除成功

2）根据P地址列表检查主机状态

根据包含公司各服务器IP地址的列表文件，检查其中各主机的ping连通性，输出各主机是否启动、关闭。其中，服务器的数量并不固定，各服务器的IP地址之间也无特殊规律。

针对此案例要求，编写一个名为pingHost.sh的Shell脚本，实现交互式ping通主机。

[root@centos01 ~]# vim ./ping.sh
#!/bin/bash
read -p "请输入IP地址:" host
for ip in $host
do
        ping -c 3 -i 0.3 -w 3 $ip &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
        echo "host $ip is up!!!"
else
        echo "host $ip is down!!!"
fi
done

添加执行权限

[root@centos01 ~]# chmod +x ./ping.sh

测试ping 本机IP，结果应为开机状态或者关机状态

[root@centos01 ~]# ./ping.sh

上述脚本代码中，do…done循环体内嵌套使用了if条件选择语句，用来针对不同P地址的测试结果进行判断，并输出相应的提示信息。嵌套可以理解为镶嵌、套用，就是在已有的语句、函数中在多加一个或多个语句、函数等。实际上，if语句，for 语句及其他各种Shell脚本语句都是可以嵌套使用的，后续课程中将不再重复说明。

二、使用while循环语句

for循环语句非常适用于列表对象无规律，且列表来源已固定（如某个列表文件）的场合。而对于要求控制循环次数、操作对象按数字顺序编号、按特定条件执行重复操作等情况，则更适合使用另外一种循环—while语句。

1.while语句的结构

使用while循环语句时，可以根据特定的条件反复执行一个命令序列，直到该条件不再满足时为止。在脚本应用中，应该避免出现死循环的情况，否则后边的命令操作将无法执行。因此，循环体内的命令序列中应包括修改测试条件的语句，以便在适当的时候使测试条件不再成立，从而结束循环。

while循环语句的语法结构如下所示：

while 条件测试操作
do
	命令序列
done

while 语句的执行流程：首先判断while后的条件测试操作结果，如果条件成立，则执行do…done循环体中的命令序列；返回while后再次判断条件测试结果，如果条件仍然成立，则继续执行循环体：再次返回到while后，判断条件测试结果……如此循环，直到while后的条件测试结果不再成立为止，最后跳转到done语句，表示结束循环.

如图所示：

使用while循环语句时，有两个特殊的条件测试操作，即true（真）和false（假）。使用true作为条件时，表示条件永远成立，循环体内的命令序列将无限执行下去，除非强制终止脚本（或通过exit 语句退出脚本）：反之，若使用false作为条件，则循环体将不会被执行。这两个特殊条件也可以用在if语句的条件测试中。

2.while语句应用示例

为了进一步理解while 语句的结构和流程，掌握while 语句在脚本中的实际使用，下面依次介绍两个脚本示例。

1）批量添加规律编号的用户

在一些技术培训和学习领域，出于实验或测试的目的，需要批量添加用户账号，这些用户的名称中包含固定的前缀字串，并按照数字顺序依次进行编号，账号的数量往往也是固定的。例如，若要添加20个用户，名称依次为stu1、stu2、……stu20，可以参考以下操作。

[root@centos01 ~]# vim whileadduser.sh
#!/bin/bash
prefix=stu
i=1
while [ $i -le 20 ]
do
        useradd ${prefix}$i
echo "pwd@123" | passwd --stdin ${prefix}$i &> /dev/null
        let i++
done
[root@centos01 ~]# chmod +x ./whileadduser.sh 
[root@centos01 ~]# ./whileadduser.sh

上述脚本代码中，使用变量i来控制用户名称的编号，初始赋值为1.并且当取值大于20时终止循环。在循环体内部，通过语句“let i++”（等同于i=exprsi+1）来使变量i的值增加1.

因此当执行第一次循环后i的值将变为2，执行第二次循环后i的值将变为3.….依此类推。

批量删除规律编号的用户

若要删除uaddwhile.sh脚本所添加的用户，只需参考上述脚本代码，将while循环体中添加用户的命令序列改为删除用户的操作即可。

[root@centos01 ~]# vim whiledel.sh
#!/bin/bash
prefix=stu
i=1
while [ $i -le 20 ]
do
        userdel -r ${prefix}$i
let i++ 
done
[root@centos01 ~]# chmod +x ./whiledel.sh 
[root@centos01 ~]# ./whiledel.sh 
[root@centos01 ~]# tail -3 /etc/passwd

2）猜价格游戏

案例要求如下：由脚本预先生成一个随机的价格数目（0~999）作为实际价格，判断用户猜测的价格是否高出或低于实际价格，给出相应提示后再次要求用户猜测，一直到用户猜中实际价格为止，输出用户共猜测的次数、实际价格。

针对上述要求，主要设计思路如下：；反复猜测操作可以通过以true作为测试条件的while循环实现，当用户猜中实际价格时终止循环；判断猜测价格与实际价格的过程采用if语句实现，嵌套在while循环体内；使用变量来记录猜测次数。

具体编码如图：

[root@centos01 ~]# vim ./game.sh 
#!/bin/bash
ran=$(expr $RANDOM % 1000)
freq=0
        echo "商品的价格范围为0-999,猜猜看是多少?"
while true 
do
        read -p "请输入你猜测的价格:" price
        let freq++
if [ $price -eq $ran ] ; then
        echo "恭喜你答对了,实际价格是:$ran "
        echo "你总共猜了$freq 次"
exit 0
elif [ $price -gt $ran ] ; then
        echo "太高了!"
else
        echo "太低了!"
fi
done
[root@centos01 ~]# chmod +x ./game.sh
[root@centos01 ~]# ./game.sh

学会条件测试操作及if，for、while语句的使用以后，已基本可以编写一般的管理脚本。当然，只有大家对各种命令、管道、重定向等命令操作融会贯通，才能编写出更优秀的脚本程序。Shell脚本的应用灵活多变，即使是完成同一项任务，也可能有许多种不同的实现方式，大家应该勤加练习，在实践过程中慢慢去领会。

三、使用case分支语句

上一章学习多分支的if语句时，曾经提到过改用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。

case分支语句的语法结构如下所示

case 变量值 in    
模式1）
	命令序列1
	;;
模式2）
	命令序列2
	;;
* )
	默认命令序列
esac

在上述语句结构中，关键字case后面跟的是“变量值”，即“$变量名”，这点需要与for 循环语句的结构加以区别。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。

如图所示：

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“AlB"。
4.最后的“）”表示默认模式，其中的相当于通配符。

2.case 语句应用示例

为了进一步理解case语句的结构和流程，掌握case 语句在脚本中的实际使用，下面脚本示例。

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。

[root@centos01 ~]# vim ./test.sh
#!/bin/bash
read -p "请输入键盘内容:" key
case "$key" in
[a-z] | [A-Z])
echo "你输入的是字母:"$key
;;
[0-9])
echo "你输入的是数字:"$key
;;
*)
echo "你输入的是符号:"$key
esac
[root@centos01 ~]# chmod +x ./test.sh
[root@centos01 ~]# ./test.sh 

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。

本章实验

1.编辑getarp脚本文件

[root@centos01 ~]# vim getarp.sh

#!/bin/base
et=/etc/ether
et2=${et}.bak
ip1=ip:192.168.100.10
mac1=mac:00:0c:29:7f:97:40
ip2=ip:192.168.100.20
mac2=mac:00:0c:29:a8:fd:96
ip3=ip:192.168.100.30
mac3=mac:00:0c:29:6f:40:9a
i=1
a=([ -e $et ])
while [ $? -ge 0 ] && [ $i -le 2 ]
do
if [ $i -eq 1 ]
then
mv $et $et2 &> /dev/null
elif [ $i -eq 2 ]
then
touch $et
echo "$ip1" >> $et "$mac1" >> $et
echo "$ip2" >> $et "$mac2" >> $et
echo "$ip3" >> $et "$mac3" >> $et
else
echo " 脚本出错请联系作者---> 2107590002qq.com "
fi
let i++
done

2.给getarp.sh权限

[root@centos01 ~]# chmod +x getarp.sh 

3.执行结果

[root@centos01 ~]# sh getarp.sh 
[root@centos01 ~]# cat /etc/ether

ip:192.168.100.10  mac:00:0c:29:7f:97:40
ip:192.168.100.20  mac:00:0c:29:a8:fd:96
ip:192.168.100.30  mac:00:0c:29:6f:40:9a

4.安装ftp

[root@centos01 ~]# rm -rf /etc/yum.repos.d/CentOS-*
[root@centos01 ~]# mount /dev/cdrom /mnt/
[root@centos01 ~]# yum -y install vsftpd ftp

5.启动服务设置开机自动启动

[root@centos01 ~]# systemctl start vsftpd
[root@centos01 ~]# systemctl enable vsftpd

Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/vsftpd.service to /usr/lib/systemd/system/vsftpd.service.

6.编辑scanhost脚本文件

[root@centos01 ~]# vim scanhost.sh 

#!/bin/bash
a=$(cat /etc/ether | awk -F: '{print $2}' | awk '{print $1}' )
for ip in $a
do
wget ftp://$ip &> /dev/null
if [ $? -eq 0 ]
then
echo "主机:$ip开启匿名FTP"
else
echo "$ip:请安装FTP,安装完成以后再来查询"
fi
done

7.给scanhost.sh权限

[root@centos01 ~]# chmod +x scanhost.sh 

8.执行结果

[root@centos01 ~]# sh scanhost.sh 
主机:192.168.100.10开启匿名FTP
主机:192.168.100.20请安装FTP,安装完成以后再来查询
主机:192.168.100.30请安装FTP,安装完成以后再来查询