11. 循环与分支 - 11.3 循环控制

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2023-12-01

Tournez cent tours, tournez mille tours,
Tournez souvent et tournez toujours . . .
——保尔·魏尔伦，《木马》

本节介绍两个会影响循环行为的命令。

break, continue

break 和 continue 命令[^1]的作用和在其他编程语言中的作用一样。break 用来中止（跳出）循环，而 continue 则是略过未执行的循环部分，直接进行下一次循环。

样例 11-21. 循环中 break 与 continue 的作用

#!/bin/bash
LIMIT=19  # 循环上界
echo
echo "Printing Numbers 1 through 20 (but not 3 and 11)."
a=0
while [ $a -le "$LIMIT" ]
do
 a=$(($a+1))
 if [ "$a" -eq 3 ] || [ "$a" -eq 11 ]  # 除了 3 和 11。
 then
   continue      # 略过本次循环的剩余部分。
 fi
 echo -n "$a "   # 当 a 等于 3 和 11 时，将不会执行这条语句。
done
# 思考：
# 为什么循环不会输出到20？
echo; echo
echo Printing Numbers 1 through 20, but something happens after 2.
##################################################################
# 用 'break' 代替了 'continue'。
a=0
while [ "$a" -le "$LIMIT" ]
do
 a=$(($a+1))
 if [ "$a" -gt 2 ]
 then
   break  # 中止循环。
 fi
 echo -n "$a"
done
echo; echo; echo
exit 0

break 命令接受一个参数。普通的 break 命令仅仅跳出其所在的那层循环，而 break N 命令则可以跳出其上 N 层的循环。

样例 11-22. 跳出多层循环

#!/bin/bash
# break-levels.sh: 跳出循环.
# "break N" 跳出 N 层循环。
for outerloop in 1 2 3 4 5
do
  echo -n "Group $outerloop:   "
  # ------------------------------------------
  for innerloop in 1 2 3 4 5
  do
    echo -n "$innerloop "
    if [ "$innerloop" -eq 3 ]
    then
      break  # 尝试一下 break 2 看看会发生什么。
             # （它同时中止了内层和外层循环。）
    fi
  done
  # ------------------------------------------
  echo
done
echo
exit 0

与 break 类似，continue 也接受一个参数。普通的 continue 命令仅仅影响其所在的那层循环，而 continue N 命令则可以影响其上 N 层的循环。

样例 11-23. continue 影响外层循环

#!/bin/bash
# "continue N" 命令可以影响其上 N 层循环。
for outer in I II III IV V           # 外层循环
do
  echo; echo -n "Group $outer: "
  # --------------------------------------------------------------------
  for inner in 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10  # 内层循环
  do
    if [[ "$inner" -eq 7 && "$outer" = "III" ]]
    then
      continue 2  # 影响两层循环，包括“外层循环”。
                  # 将其替换为普通的 "continue"，那么只会影响内层循环。
    fi
    echo -n "$inner "  # 7 8 9 10 将不会出现在 "Group III."中。
  done
  # --------------------------------------------------------------------
done
echo; echo
# 思考：
# 想一个 "continue N" 在脚本中的实际应用情况。
exit 0

样例 11-24. 真实环境中的 continue N

# Albert Reiner 举出了一个如何使用 "continue N" 的例子：
# ---------------------------------------------------
#  如果我有许多任务需要运行，并且运行所需要的数据都以文件的形
#+ 式存在文件夹中。现在有多台设备可以访问这个文件夹，我想将任
#+ 务分配给这些不同的设备来完成。
#  那么我通常会在每台设备上执行下面的代码：
while true:
do
  for n in .iso.*
  do
    [ "$n" = ".iso.opts" ] && continue
    beta=${n#.iso.}
    [ -r .Iso.$beta ] && continue
    [ -r .lock.$beta ] && sleep 10 && continue
    lockfile -r0 .lock.$beta || continue
    echo -n "$beta: " `date`
    run-isotherm $beta
    date
    ls -alF .Iso.$beta
    [ -r .Iso.$beta ] && rm -rf .lock.$beta
    continue 2
  done
  break
done
exit 0
# 这个脚本中出现的 sleep N 只针对这个脚本，通常的形式是：
while true
do
  for job in {pattern}
  do
    {job already done or running} && continue
    {mark job as running, do job, mark job as done}
    continue 2
  done
  break        # 或者使用类似 `sleep 600` 这样的语句来防止脚本结束。
done
#  这样做可以保证脚本只会在没有任务时（包括在运行过程中添加的任务）
#+ 才会停止。合理使用文件锁保证多台设备可以无重复的并行执行任务（这
#+ 在我的设备上通常会消耗好几个小时，所以我想避免重复计算）。并且，
#+ 因为每次总是从头开始搜索文件，因此可以通过文件名决定执行的先后
#+ 顺序。当然，你可以不使用 'continue 2' 来完成这些，但是你必须
#+ 添加代码去检测某项任务是否完成（以此判断是否可以执行下一项任务或
#+ 终止、休眠一段时间再执行下一项任务）。

continue N 结构不易理解并且可能在一些情况下有歧义，因此不建议使用。

[^1]: 这两个命令是内建命令，而另外的循环命令，如 while 和 case 则是关键词。