第 37 课：for 与 while 循环

学习目标

通过本课的学习，你将能够：

掌握 for 循环的基本语法与多种常用格式。
掌握 while 循环的基本语法与使用场景。
理解 for 循环与 while 循环的核心区别，并能根据需求选择合适的循环。
学会使用 break 和 continue 来控制循环流程。
能够运用循环完成简单的系统管理批处理任务。

核心概念

循环，就是让计算机重复做某件事。在 Shell 脚本中，我们最常用的两种循环是 for 循环和 while 循环。

1. for 循环：遍历一个“清单” 你可以把 for 循环想象成“拿着清单去采购”。清单上列好了所有需要买的东西（比如：苹果、香蕉、牛奶），你按照清单一项一项地去拿，拿完列表里的最后一项，循环就结束了。它特别适合用于处理已知数量的一组事物，比如文件列表、一系列数字或字符串。

2. while 循环：满足条件就一直做 while 循环更像一个“守卫”。它会不断检查一个条件是否成立（比如：信号灯是不是红灯？）。只要条件成立（是红灯），它就一直执行某个动作（等待）。一旦条件不成立了（变绿灯），它就停止。它非常适合用于需要持续检查直到某个状态发生改变的场景，比如读取文件直到读完，或者不断监控某个进程。

3. 控制循环：break 与 continue

break：立即“跳出”并终止整个循环。就像采购时接到紧急电话，直接放弃购物回家。
continue：跳过本次循环剩下的命令，直接进入“下一次”循环。就像在采购清单上看到“芹菜”不喜欢，直接跳过，开始找“牛奶”。

代码示例

示例 1：基础 for 循环

#!/bin/bash
# 示例1：遍历一个单词列表
echo "--- 遍历列表 ---"
for fruit in apple banana cherry
do
    echo "I like $fruit."
done
echo ""

# 示例2：遍历数字序列（使用 {start..end} 格式）
echo "--- 倒数计时 ---"
for i in {5..1}
do
    echo "Countdown: $i"
    sleep 1 # 暂停1秒
done
echo "Go!"

# 示例3：遍历命令的输出结果
echo ""
echo "--- /etc 目录下的 .conf 文件 ---"
for config_file in $(ls /etc/*.conf 2>/dev/null)
do
    echo "Found: $config_file"
done

示例 2：基础 while 循环

#!/bin/bash
# 示例1：基于计数器的 while 循环
echo "--- 使用while计数 ---"
count=1
while [ $count -le 5 ] # 当 count <= 5 时执行
do
    echo "Loop number: $count"
    ((count++)) # count = count + 1
done

# 示例2：逐行读取文件（一种经典用法）
echo ""
echo "--- 读取 /etc/hosts 文件前3行 ---"
line_number=0
while IFS= read -r line # `read`命令从标准输入读取一行到变量`line`
do
    ((line_number++))
    echo "Line $line_number: $line"
    if [ $line_number -ge 3 ]; then
        break # 读完前3行就跳出循环
    fi
done < /etc/hosts # 将文件内容作为 while 循环的输入

示例 3：break 与 continue

#!/bin/bash
# 使用 break 在遇到特定值时停止
echo "--- 寻找数字5 ---"
for num in 1 2 3 4 5 6 7
do
    if [ $num -eq 5 ]; then
        echo "Found number 5! Breaking out of the loop."
        break
    fi
    echo "Processing number: $num"
done

echo ""

# 使用 continue 跳过偶数
echo "--- 只打印奇数 ---"
for i in {1..10}
do
    # 如果i除以2余数为0（是偶数），则跳过本次循环的剩余命令
    if [ $((i % 2)) -eq 0 ]; then
        continue
    fi
    echo "Odd number: $i"
done

实践练习

练习 1：基础 for 循环

要求：编写一个脚本，使用 for 循环打印出数字 1 到 10，每个数字占一行。 预期输出：

1
2
3
...
10

练习 2：使用 while 循环读取文件

要求：创建一个文本文件 users.txt，内容为几个用户名（每行一个）。编写一个脚本，使用 while 循环逐行读取这个文件，并为每个用户名打印 “Hello, [用户名]!”。 文件 users.txt 内容示例：

alice
bob
charlie

预期输出：

Hello, alice!
Hello, bob!
Hello, charlie!

练习 3：综合练习 - 批量创建文件

要求：编写一个脚本，结合循环和条件判断完成以下任务：

使用 for 循环生成 1 到 5 的数字。
在循环体内，判断数字是否大于 2。
如果大于 2，则创建一个名为 report_数字.txt 的空文件（例如 report_3.txt）。
最后，使用 ls -l report_*.txt 命令列出所有生成的报告文件。

常见错误

for 循环中变量忘记加 $：

# 错误！`i` 被当作字符串而不是变量
for i in 1 2 3; do echo i; done
# 正确
for i in 1 2 3; do echo $i; done

while 循环条件没有更新导致死循环：

# 错误！count 永远是 1，条件永远成立
count=1
while [ $count -le 5 ]; do
    echo $count
    # 忘记 ((count++))，程序会卡在这里
done

for 循环 in 后的列表问题：
- 如果列表项包含空格，需要用引号括起来或用其他方式处理。
- for i in *.txt 非常方便，但如果当前目录没有 .txt 文件，循环体仍会执行一次，变量 i 的值就是 *.txt 这个字面字符串。可以用 shopt -s nullglob 来避免这个问题（让未匹配的通配符扩展为空）。
混淆 for 和 while 的使用场景：
- 试图用 while 去遍历一个固定列表，虽然能实现，但不如 for 直观。
- 试图用 for 去实现需要持续判断条件的循环（如监控日志），会非常困难。

小结

本课我们学习了 Shell 脚本中最重要的两种循环结构：

for 循环：核心是 “遍历”。当你明确知道要处理的数据列表（文件、数字序列、字符串）时，它是最佳选择。语法清晰，不易出错。
while 循环：核心是 “判断”。当你需要根据某个条件是否持续为真来决定是否继续循环时使用，例如读取文件、等待进程结束等。
控制语句：break 用于提前退出整个循环，continue 用于跳过本次循环进入下一轮。

掌握循环是编写自动化脚本、处理批量任务的基础。通过组合 for/while 与其他 Shell 命令（如 ls, cat, grep），你可以极大地提升系统管理工作的效率。下一课，我们将学习如何使用函数来组织和复用这些循环代码块。

练习编辑器

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