【Linux基础及shell脚本】case流程控制语句

1. case语句的基本语法

1.1 case语句的工作原理

在Shell脚本中，case语句是一种多路选择结构，它允许一个变量等于多个值时分别执行不同的操作。case语句以case关键字开始，以esac（case的反写）关键字结束。

1.2 基本的case语句

以下是一个基本的case语句的示例：

case $variable in
   pattern1)
      command1
      command2
      ;;
   pattern2)
      command3
      command4
      ;;
esac

在这个例子中，$variable是我们要检查的变量，pattern1和pattern2是我们要匹配的模式，command1，command2，command3和command4是我们在匹配成功时要执行的命令。;;用于表示某个模式的结束。

1.3 使用通配符的case语句

在case语句中，我们也可以使用通配符（*）来匹配任意的字符。以下是一个使用通配符的case语句的示例：

case $variable in
   *.txt)
      echo "This is a text file."
      ;;
   *.jpg|*.png)
      echo "This is an image file."
      ;;
   *)
      echo "Unknown file type."
      ;;
esac

在这个例子中，我们用*.txt来匹配所有的文本文件，用*.jpg|*.png来匹配所有的JPG和PNG图片，用*来匹配所有其他的文件类型。

2. case语句的用途和优点

2.1 case语句用于多选择场景

在Shell脚本中，当存在许多可能的选项，且根据这些选项需要执行不同的操作时，case语句就非常有用。例如，在交互式脚本中，我们可以使用case语句来处理用户输入：

echo "Enter your choice: "
read choice

case $choice in
   1)
      echo "You chose option 1."
      ;;
   2)
      echo "You chose option 2."
      ;;
   *)
      echo "Invalid option."
      ;;
esac

2.2 case语句用于模式匹配

另一个case语句的重要应用是模式匹配。如前文所述，我们可以使用通配符来匹配多种模式。这在处理文件时尤其有用，例如，我们可以根据文件扩展名来执行不同的操作：

file="example.txt"

case $file in
   *.txt)
      echo "This is a text file."
      ;;
   *.jpg)
      echo "This is a JPG file."
      ;;
   *)
      echo "Unknown file type."
      ;;
esac

2.3 case语句相比if-elif-else的优点

case语句相比if-elif-else结构的一个主要优点是它更加清晰和直观。当有许多可能的选项时，使用case语句可以使代码更易读，更易维护。此外，由于case语句是按顺序逐一检查每个模式，所以它的执行效率通常比if-elif-else结构更高。

3. case语句的应用实例

3.1 实例1：处理用户输入

在这个简单的例子中，我们将用case语句处理用户的输入。我们使用的模式是 [yY] | [yY][eE][sS] 和 [nN] | [nN][oO]，这意味着无论用户输入的是大写还是小写的 ‘yes’ 或 ‘no’，我们的脚本都可以正确地处理。

echo "Please enter yes or no: "
read answer

case $answer in
   [yY] | [yY][eE][sS])
      echo "You answered YES."
      ;;
   [nN] | [nN][oO])
      echo "You answered NO."
      ;;
   *)
      echo "Invalid input."
      ;;
esac

3.2 实例2：处理命令行参数

在这个例子中，我们将用case语句处理脚本的命令行参数。$1 代表脚本的第一个参数，根据这个参数的值，我们执行不同的操作。

case $1 in
   start)
      echo "Starting the service..."
      ;;
   stop)
      echo "Stopping the service..."
      ;;
   restart)
      echo "Restarting the service..."
      ;;
   *)
      echo "Invalid command. Please use start, stop, or restart."
      ;;
esac

3.3 实例3：用case语句编写菜单

在这个例子中，我们将用case语句创建一个简单的菜单。根据用户的输入，我们执行不同的操作。

echo "1. Start"
echo "2. Stop"
echo "3. Restart"
echo "Please enter your choice: "
read choice

case $choice in
   1)
      echo "Starting..."
      ;;
   2)
      echo "Stopping..."
      ;;
   3)
      echo "Restarting..."
      ;;
   *)
      echo "Invalid choice."
      ;;
esac

3.4 实例4：根据文件类型执行操作

在这个例子中，我们将用case语句根据文件类型执行不同的操作。我们通过检查文件的扩展名来确定文件的类型。

file="example.txt"

case $file in
   *.txt)
      echo "Opening the text file..."
      ;;
   *.jpg)
      echo "Opening the JPG file..."
      ;;
   *.png)
      echo "Opening the PNG file..."
      ;;
   *)
      echo "Unknown file type."
      ;;
esac

3.5 实例5：处理系统信号

在这个例子中，我们将用case语句处理系统发出的信号。当我们的脚本接收到 SIGINT 或 SIGTERM 信号时，我们打印一条相应的消息。

trap 'case $1 in
   SIGINT)
      echo "You pressed Ctrl+C!"
      ;;
   SIGTERM)
      echo "Terminating the script..."
      exit 1
      ;;
   esac' SIGINT SIGTERM

3.6 实例6：处理文件扩展名

在这个例子中，我们将用case语句处理文件的扩展名。我们遍历当前目录下的所有文件，并根据文件的扩展名执行不同的操作。

for file in *
do
   case $file in
      *.txt)
         echo "$file is a text file."
         ;;
      *.docx)
         echo "$file is a Word document."
         ;;
      *.jpg)
         echo "$file is a JPG image."
         ;;
      *.png)
         echo "$file is a PNG image."
         ;;
      *)
         echo "$file is an unknown type."
         ;;
   esac
done

3.7 实例7：脚本的选项处理

在这个例子中，我们将用case语句处理脚本的选项。getopts 函数用于处理命令行选项，$opt 变量存储当前的选项字符。

while getopts ":a:b:c" opt; do
  case $opt in
    a) a_arg="$OPTARG"
    ;;
    b) b_arg="$OPTARG"
    ;;
    c) c_arg=1
    ;;
   

\?) echo "Invalid option -$OPTARG" >&2
    ;;
  esac
done

3.8 实例8：创建文件的备份

在这个例子中，我们将用case语句根据文件的修改时间创建备份。$(date +%m -r $file) 可以获取文件的最后修改月份，然后我们根据月份将文件复制到对应的目录。

for file in *
do
   case $(date +%m -r $file) in
      01|02|03)
         mkdir -p Q1
         cp $file Q1/
         ;;
      04|05|06)
         mkdir -p Q2
         cp $file Q2/
         ;;
      07|08|09)
         mkdir -p Q3
         cp $file Q3/
         ;;
      10|11|12)
         mkdir -p Q4
         cp $file Q4/
         ;;
   esac
done

3.9 实例9：处理系统日志

在这个例子中，我们将用case语句处理系统的日志文件。我们首先使用 grep 命令从系统日志中提取出含有 ‘error’ 的行，然后使用 case 语句根据错误的类型打印不同的消息。

grep 'error' /var/log/syslog | while read errorline
do
   case $errorline in
      *network*)
         echo "Network error: $errorline"
         ;;
      *disk*)
         echo "Disk error: $errorline"
         ;;
      *)
         echo "Unknown error: $errorline"
         ;;
   esac
done

3.10 实例10：模拟状态机

在这个例子中，我们将用case语句模拟一个状态机。我们有一个变量 state，根据它的值，我们执行不同的操作并更新它的值。

state="start"

while true
do
   case $state in
      start)
         echo "Starting..."
         state="run"
         ;;
      run)
         echo "Running..."
         state="stop"
         ;;
      stop)
         echo "Stopping..."
         state="start"
         ;;
   esac
done