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流程控制：for 循環(huán)

在這關(guān)于流程控制的最后一章中，我們將看看另一種 shell 循環(huán)構(gòu)造。for 循環(huán)不同于 while 和 until 循環(huán)，因為 在循環(huán)中，它提供了一種處理序列的方式。這證明在編程時非常有用。因此在 bash 腳本中，for 循環(huán)是非常流行的構(gòu)造。

實現(xiàn)一個 for 循環(huán)，很自然的，要用 for 命令。在現(xiàn)代版的 bash 中，有兩種可用的 for 循環(huán)格式。

for: 傳統(tǒng) shell 格式

原來的 for 命令語法是：

for variable [in words]; do
    commands
done

這里的 variable 是一個變量的名字，這個變量在循環(huán)執(zhí)行期間會增加，words 是一個可選的條目列表， 其值會按順序賦值給 variable，commands 是在每次循環(huán)迭代中要執(zhí)行的命令。

在命令行中 for 命令是很有用的。我們可以很容易的說明它是如何工作的：

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

在這個例子中，for 循環(huán)有一個四個單詞的列表：“A”，“B”，“C”，和 “D”。由于這四個單詞的列表，for 循環(huán)會執(zhí)行四次。 每次循環(huán)執(zhí)行的時候，就會有一個單詞賦值給變量 i。在循環(huán)體內(nèi)，我們有一個 echo 命令會顯示 i 變量的值，來演示賦值結(jié)果。 正如 while 和 until 循環(huán)，done 關(guān)鍵字會關(guān)閉循環(huán)。

for 命令真正強大的功能是我們可以通過許多有趣的方式創(chuàng)建 words 列表。例如，通過花括號展開：

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

或者路徑名展開：

[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

或者命令替換：

#!/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 $i | wc -c)
            if (( len > max_len )); then
                max_len=$len
                max_word=$i
            fi
        done
        echo "$1: '$max_word' ($max_len characters)"
    fi
    shift
done

在這個示例中，我們要在一個文件中查找最長的字符串。當在命令行中給出一個或多個文件名的時候， 該程序會使用 strings 程序（其包含在 GNU binutils 包中），為每一個文件產(chǎn)生一個可讀的文本格式的 “words” 列表。 然后這個 for 循環(huán)依次處理每個單詞，判斷當前這個單詞是否為目前為止找到的最長的一個。當循環(huán)結(jié)束的時候，顯示出最長的單詞。

如果省略掉 for 命令的可選項 words 部分，for 命令會默認處理位置參數(shù)。 我們將修改 longest-word 腳本，來使用這種方式：

#!/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 $j | wc -c)
            if (( len > max_len )); then
                max_len=$len
                max_word=$j
            fi
        done
        echo "$i: '$max_word' ($max_len characters)"
    fi
done

正如我們所看到的，我們已經(jīng)更改了最外圍的循環(huán)，用 for 循環(huán)來代替 while 循環(huán)。通過省略 for 命令的 words 列表， 用位置參數(shù)替而代之。在循環(huán)體內(nèi)，之前的變量 i 已經(jīng)改為變量 j。同時 shift 命令也被淘汰掉了。

為什么是 i？

你可能已經(jīng)注意到上面所列舉的 for 循環(huán)的實例都選擇 i 作為變量。為什么呢？ 實際上沒有具體原因，除了傳統(tǒng)習慣。 for 循環(huán)使用的變量可以是任意有效的變量，但是 i 是最常用的一個，其次是 j 和 k。

這一傳統(tǒng)的基礎(chǔ)源于 Fortran 編程語言。在 Fortran 語言中，以字母 I，J，K，L 和 M 開頭的未聲明變量的類型 自動設(shè)為整形，而以其它字母開頭的變量則為實數(shù)類型（帶有小數(shù)的數(shù)字）。這種行為導致程序員使用變量 I，J，和 K 作為循環(huán)變量， 因為當需要一個臨時變量（正如循環(huán)變量）的時候，使用它們工作量比較少。這也引出了如下基于 fortran 的俏皮話：

“神是真實的，除非是聲明的整數(shù)?！?/p>

for: C 語言格式

最新版本的 bash 已經(jīng)添加了第二種格式的 for 命令語法，該語法相似于 C 語言中的 for 語法格式。 其它許多編程語言也支持這種格式：

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

這里的 expression1，expression2，和 expression3 都是算術(shù)表達式，commands 是每次循環(huán)迭代時要執(zhí)行的命令。 在行為方面，這相當于以下構(gòu)造形式：

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

expression1 用來初始化循環(huán)條件，expression2 用來決定循環(huán)結(jié)束的時間，還有在每次循環(huán)迭代的末尾會執(zhí)行 expression3。

這里是一個典型應用：

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

腳本執(zhí)行之后，產(chǎn)生如下輸出：

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

在這個示例中，expression1 初始化變量 i 的值為0，expression2 允許循環(huán)繼續(xù)執(zhí)行只要變量 i 的值小于5， 還有每次循環(huán)迭代時，expression3 會把變量 i 的值加1。

C 語言格式的 for 循環(huán)對于需要一個數(shù)字序列的情況是很有用處的。我們將在接下來的兩章中看到幾個這樣的應用實例。

總結(jié)

學習了 for 命令的知識，現(xiàn)在我們將對我們的 sys_info_page 腳本做最后的改進。 目前，這個 report_home_space 函數(shù)看起來像這樣：

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
}

下一步，我們將重寫它，以便提供每個用戶家目錄的更詳盡信息，并且包含用戶家目錄中文件和目錄的總個數(shù)：

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
}

這次重寫應用了目前為止我們學過的許多知識。我們?nèi)匀粶y試超級用戶（superuser），但是我們在 if 語句塊內(nèi) 設(shè)置了一些隨后會在 for 循環(huán)中用到的變量，來取代在 if 語句塊內(nèi)執(zhí)行完備的動作集合。我們添加了給 函數(shù)添加了幾個本地變量，并且使用 printf 來格式化輸出。

拓展閱讀

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