##shell十三问之13: for what? while与until差在哪?
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终于,来到了shell十三问的最后一问了... 长长吐一口气~~~~
最后要介绍的是shell script设计中常见的`循环`(`loop`).
所谓的`loop`就是script中的一段在一定条件下反复执行的代码。
bash shell中常用的`loop`有如下三种:
- for
- while
- until
###1. for loop
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`for` loop 是从一个清单列表中读进变量的值,
并依次的循环执行`do`到`done`之间的命令行。
例:
```shell
for var in one two three four five
do
echo -----------------
echo '$var is '$var
echo
done
```
> 上例的执行结果将会是:
> 1. for会定义一个叫var的变量,其值依次是one two three four five。
> 2. 因为有5个变量值,因此,`do`与`done`之间的命令行会被循环执行5次。
> 3. 每次循环均用`echo`产生3个句子。而第二行中不在hard quote之内的$var会被替换。
> 4. 当最后一个变量值处理完毕,循环结束。
我们不难看出,在`for` loop中,变量值的多寡,决定循环的次数。
然而,变量在循环中是否使用则不一定,得视设计需求而定。
倘若`for` loop没有使用in这个keyword来制变量清单的话,其值将从
`$@`(或`$*`)中继承:
```shell
for var; do
......
done
```
> **Tips:**
> 若你忘记了`positional parameter, 请温习第9章...
`for` loop用于处理“清单”(list)项目非常方便,
其清单除了明确指定或从`postional parameter`取得之外,
也可以从`变量替换`或者`命令替换`取得...
(再一次提醒:别忘了命令行的“重组”特性)
然而,对于一些“累计变化”的项目(整数的加减),for也能处理:
```shell
for ((i = 1; i <= 10; i++))
do
echo "num is $i"
done
```
###2. while loop
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除了`for` loop, 上面的例子,
我们也可改用`while` loop来做到:
```shell
num=1
while [ "$num" -le 10 ]; do
echo "num is $num"
num=$(($num + 1))
done
```
`while` loop的原理与`for` loop稍有不同:
它不是逐次处理清单中的变量值,
而是取决于`while` 后面的命令行的return value:
- 若为true, 则执行`do`与`done`之间的命令,
然后重新判断`while`后的return value。
- 若为false,则不再执行`do`与`done`之间的命令而结束循环。
> 分析上例:
> 1. 在`while`之前,定义变量num=1.
> 2. 然后测试(`test`)$num是否小于或等于10.
> 3. 结果为true,于是执行`echo`并将num的值加1.
> 4. 再作第二轮测试,此时num的值为1+1=2,依然小于或等于10,因此,为true,循环继续。
> 5. 直到num为10+1=11时,测试才会失败...于是结束循环。
我们不难发现:
**若`while`的测试结果永远为true的话,那循环将一直永久执行下去**:
```shell
while:; do
echo looping...
done
```
上面的**`:`是bash的null command,不做任何动作,
除了返回true的return value**。
因此这个循环不会结束,称作死循环。
死循环的产生有可能是故意设计的(如跑daemon),
也可能是设计的错误。
若要结束死循环,可通过signal来终止(如按下ctrl-c).
(关于process与signal,等日后有机会再补充,十三问略过。)
####3.until loop
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一旦你能够理解`while` loop的话,那就能理解`until` loop:
**与`while`相反, `until`是在return value 为false时进入循环,否则,结束。
因此,前面的例子,我们也可以轻松的用`until`来写:
```shell
num=1
until [ ! "$num" -le 10 ]; do
echo "num is $num"
num=$(($num + 1))
done
```
或者:
```shell
num=1
until [ "$num" -gt 10 ]; do
echo "num is $num"
num=$(($num + 1))
done
```
okay, 关于bash的三个常用的loop暂时介绍到这里。
###4. shell loop中的break与continue
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在结束本章之前,再跟大家补充两个loop有关的命令:
- `break`
- `continue`
这两个命令常用在复合式循环里,
也就是`do ... done`之间又有更进一层的loop,
当然,用在单一循环中也未尝不可啦... ^_^
`break`用来中断循环,也就是强迫结束循环。
若`break`后面指定一个数值n的话,则从里向外中断第n个循环,
预设值为 `break 1`,也就是中断当前循环。
在使用break时,需要注意的是,它与`return`及`exit`是不同的:
- `break`是结束loop;
- `return`是结束function;
- `exit`是结束script/shell;
而`continue`则与`break`相反:强迫进入下一次循环动作.
若你理解不来的话,那你可简单的看成:
在`continue`在`done`之间的句子略过而返回到循环的顶端...
与`break`相同的是:`continue`后面也可以指定一个数值n,
以决定继续哪一层(从里往外计算)的循环,
预设值为 `continue 1`,也就是继续当前的循环。
在shell script设计中,若能善用loop,
将能大幅度提高script在复杂条件下的处理能力。
请多加练习吧...
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## shell是十三问的总结语
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好了,该是到了结束的时候了。
婆婆妈妈地跟大家啰嗦了一堆shell的基础概念。
目的不是要告诉大家“答案”,而是要带给大家“启发”...
在日后的关于shell的讨论中,我或许经常用"连接"的方式
指引十三问中的内容。
以便我们在进行技术探讨时,彼此能有一些讨论的基础,
而不至于各说各话、徒费时力。
但更希望十三问能带给你更多的思考与乐趣,
至为重要的是通过实践来加深理解。
是的,我很重视**实践**与**独立思考**这两项学习要素。
若你能够掌握其中的真谛,那请容我说声:
**恭喜十三问你没白看了** ^_^
p.s.
至于补充问题部分,我暂时不写了。
而是希望:
1. 大家补充题目。
2. 一起来写心得。
Good luck and happy studing!
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##shell十三问原作者**`网中人`**签名中的bash的fork bomb
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最后,Markdown整理者补上本书的原作者**网中人**的个性签名:
> ** 君子博学而日叁省乎己,则知明而行无过矣。**
> 一个能让系统shell崩溃的shell 片段:
```shell
:() { :|:& }; : # <--- 这个别乱跑!好奇会死人的!
echo '十人|日一|十十o' | sed 's/.../&\n/g' # <--- 跟你讲就不听,再跑这个就好了...
```
原来是一个bash的fork炸弹:ref:http://en.wikipedia.org/wiki/Fork_bomb
整理后的代码:
```shell
:() {
:|:&
}
:
```
> 代码分析:
> (即除最后一行外)
> 定义了一个 shell 函数,函数名是`:`,
> 而这个函数体执行一个后台命令`:|:`
> 即冒号命令(或函数,下文会解释)的输出
通过管道再传给冒号命令做输入
>最后一行执行“:”命令
在各种shell中运行结果分析:
> 这个代码只有在 **bash** 中执行才会出现不断创建进程而耗尽系统资源的严重后果;
> 在 ksh (Korn shell), sh (Bourne shell)中并不会出现,
> 在 ksh88 和传统 unix Bourne shell 中冒号不能做函数名,
> 即便是在 unix-center freebsd 系统中的 sh 和 pdksh(ksh93 手边没有,没试)中冒号可以做函数名,但还是不会出现那个效果。
>原因是 sh、ksh 中内置命令的优先级高于函数,所以执行“:”,
总是执行内置命令“:”而不是刚才定义的那个恐怖函数。
> 但是在 **bash** 中就不一样,bash 中函数的优先级高于内置命令,
> 所以执行“:”结果会导致不断的递归,而其中有管道操作,
> 这就需要创建两个子进程来实现,这样就会不断的创建进程而导致资源耗尽。
众所周知,bash是一款极其强大的shell,提供了强大的交互与编程功能。
这样的一款shell中自然不会缺少“函数”这个元素来帮助程序进行模块化的高效开发与管理。
于是产生了由于其特殊的特性,bash拥有了fork炸弹。
Jaromil在2002年设计了最为精简的一个fork炸弹的实现。
> 所谓fork炸弹是一种恶意程序,它的内部是一个不断在fork进程的无限循环.
> fork炸弹并不需要有特别的权限即可对系统造成破坏。
> fork炸弹实质是一个简单的递归程序。
> 由于程序是递归的,如果没有任何限制,
> 这会导致这个简单的程序迅速耗尽系统里面的所有资源.