DevOps知识中心
DevOps知识中心

强大的循环策略：在 Bash 脚本中遍历文件和列表

掌握使用 `for` 和 `while` 的基本 Bash 循环技术，以高效自动化重复的系统任务。这份综合指南涵盖了遍历列表、处理数字序列，以及使用 `while IFS= read -r` 等最佳实践逐行稳健地处理文件。学习基础语法、高级循环控制（`break`、`continue`），以及用于强大、可靠的 shell 脚本编写和自动化的基本技术，并附有实用的代码示例。

40 浏览量

强大的循环策略：在 Bash 脚本中迭代文件和列表

Bash 循环是 shell 脚本自动化的引擎。无论您需要处理目录中的每个文件、执行特定次数的任务，还是逐行读取配置文件，循环都提供了有效处理重复操作所需的基础结构。

掌握两种主要的 Bash 循环结构——for 和 while——对于编写健壮、可扩展和智能的脚本至关重要。本指南探讨了迭代列表、文件、目录和生成序列的基础语法、实际用例和最佳实践，以增强您的自动化工作流程。

for 循环：迭代固定集合

当您需要预先知道要处理的项目集合时，for 循环是理想的选择。该集合可以是明确的值列表、命令的结果，或者是通过通配符查找的文件集。

1. 迭代标准列表

最常见的用例是迭代空格分隔的项目列表。

语法

for VARIABLE in LIST_OF_ITEMS; do
    # 使用 $VARIABLE 的命令
done

示例：处理用户列表

# 要处理的用户列表
USERS="alice bob charlie"

for user in $USERS; do
  echo "正在检查 $user 的主目录..."
  if [ -d "/home/$user" ]; then
    echo "$user 处于活动状态。"
  else
    echo "警告：$user 主目录不存在。"
  fi
done

2. C 风格的数字迭代

对于需要计数或特定数字序列的任务，Bash 支持 C 风格的 for 循环，通常与花括号扩展或 seq 命令结合使用。

语法（C 风格）

for (( INITIALIZATION; CONDITION; INCREMENT )); do
    # 命令
done

示例：倒计时脚本

# 循环 5 次（i 从 1 开始，持续到 i 小于或等于 5）
for (( i=1; i<=5; i++ )); do
  echo "迭代次数：$i"
  sleep 1
done
echo "完成！"

替代方案：使用花括号扩展生成简单序列

花括号扩展比使用 seq 命令生成连续整数或序列更简单、速度更快。

# 从 10 倒数到 1
for num in {10..1}; do
  echo "正在倒数：$num"
done

3. 迭代文件和目录（通配符）

在 for 循环中使用通配符（*）可以处理与特定模式匹配的文件，例如目录中的所有日志文件或所有脚本。

示例：压缩日志文件

在处理文件名时（尤其是包含空格或特殊字符的文件名），引用变量（"$file"）至关重要。

TARGET_DIR="/var/log/application"

# 循环处理目标目录中所有以 .log 结尾的文件
for logfile in "$TARGET_DIR"/*.log; do

  # 检查文件是否存在（如果没有任何文件匹配，则防止对字面量 "*.log" 运行）
  if [ -f "$logfile" ]; then
    echo "正在压缩 $logfile..."
    gzip "$logfile"
  fi
done

while 循环：基于条件的执行

只要指定的条件保持为真，while 循环就会继续执行一个命令块。它通常用于读取输入流、监视条件或处理迭代次数未知的任务。

1. 基本 while 循环

语法

while CONDITION; do
    # 命令
done

示例：等待资源

此循环使用 test 命令（[ ]）检查目录是否存在后再继续。

RESOURCE_PATH="/mnt/data/share"

while [ ! -d "$RESOURCE_PATH" ]; do
  echo "正在等待资源 $RESOURCE_PATH 被挂载..."
  sleep 5
done

echo "资源可用。开始备份。"

2. 强大的 while read 模式

while 循环最强大的应用是逐行读取文件或输出流的内容。此模式远优于对 cat 的输出使用 for 循环，因为它能可靠地处理空格和特殊字符。

最佳实践：逐行读取

为了确保最大的健壮性，我们利用了三个关键组件：
1. IFS=: 清除内部字段分隔符，确保整行内容（包括前导/尾随空格）都被读入变量中。
2. read -r: -r 选项阻止反斜杠解释（原始读取），这对路径和复杂字符串至关重要。
3. 输入重定向（<）: 将文件内容重定向到循环内部，确保循环在当前 shell 上下文中运行（避免子 shell 问题）。

# 包含数据的文件，每行一项
CONFIG_FILE="/etc/app/servers.txt"

while IFS= read -r server_name; do

  # 跳过空行或注释行
  if [[ -z "$server_name" || "$server_name" =~ ^# ]]; then
    continue
  fi

  echo "正在 ping 服务器：$server_name"
  ping -c 1 "$server_name"

done < "$CONFIG_FILE"

提示：避免在循环中使用 cat

读取文件时，切勿使用 cat file | while read line; do...。管道会创建一个子 shell，这意味着在循环内设置的变量在循环结束后会丢失。请改用输入重定向模式（while ... done < file）。

高级循环控制和技术

有效的脚本需要根据运行时条件控制循环执行的能力。

1. 控制流程：break 和 continue

  • break: 立即退出整个循环，无论剩余的迭代次数或条件如何。
  • continue: 跳过当前迭代，立即跳转到下一次迭代（或重新评估 while 条件）。

示例：搜索并停止

SEARCH_TARGET="target.conf"

for file in /etc/*; do
  if [ -f "$file" ] && [[ "$file" == *"$SEARCH_TARGET"* ]]; then
    echo "在 $file 处找到目标配置文件"
    break  # 找到后停止处理
  elif [ -d "$file" ]; then
    continue # 跳过目录，只检查文件
  fi
  echo "正在检查文件：$file"
done

2. 使用 IFS 处理复杂分隔符

虽然逐行读取文件需要清除 IFS，但迭代由不同字符（如逗号）分隔的列表需要临时设置 IFS。

CSV_DATA="data1,data2,data3,data4"
OLD_IFS=$IFS # 保存原始 IFS
IFS=','       # 将 IFS 设置为逗号字符

for item in $CSV_DATA; do
  echo "找到的项目：$item"
done

IFS=$OLD_IFS # 循环结束后立即恢复原始 IFS

警告：全局 IFS 更改

在修改脚本中的 $IFS 之前，务必保存原始值（例如 OLD_IFS=$IFS）。未能恢复原始值可能导致后续命令出现不可预测的行为。

Bash 循环的最佳实践

实践 原则
始终引用变量 使用 "$variable" 防止单词分割和通配符扩展，尤其是在文件迭代中。
使用 while IFS= read -r 处理文件逐行内容最可靠的方法，能正确处理空格和特殊字符。
检查存在性 使用通配符（*.txt）时，始终包含一个检查（if [ -f "$file" ];），以确保如果没有文件匹配，循环不会处理字面模式名称。
局部化变量 在函数内部使用 local 关键字，防止循环变量意外覆盖全局变量。
使用内置命令而非外部命令 对于性能而言，使用花括号扩展（{1..10}）或 C 风格循环，而不是启动 seq 等外部命令。

结论

for 和 while 循环是 Bash 脚本的基础，它们能够以最少的代码重复实现复杂的自动化任务。通过一致地应用健壮的模式——例如用于文件处理的 while IFS= read -r 方法和 for 循环中严格的引用——您可以构建可靠、高性能且能抵抗意外数据格式的脚本，从而为您的 shell 自动化工作带来真正的强大功能。