Kontrollstrukturen (Bash)

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Kontrollstrukturen ermöglichen den Ablauf eines Linux-Shell-Skripts zu steuern (Bedingte Verzweigungen, Schleifen, Fallunterscheidungen)

Bedingungen testen

Das wichtigste Kommando ist 'test', mit dem man mannigfache Bedingungen testen kann. 

test Argument

Dieses Kommando prüft eine Bedingung und liefert 'true' (0), falls die Bedingung erfüllt ist und 'false' (1), falls die Bedingung nicht erfüllt ist. Der Fehlerwert 2 wird zurückgegeben, wenn das Argument syntaktisch falsch ist (meist durch Ersetzung hervorgerufen).

Es lassen sich Dateien, Zeichenketten und Integer-Zahlen (16 Bit, bei Linux 32 Bit) überprüfen. Das Argument von Test besteht aus einer Testoption und einem Operanden, der ein Dateiname oder eine Shell-Variable (Inhalt: String oder Zahl) sein kann.

In bestimmten Fällen können auf der rechten Seite eines Vergleichs auch Strings oder Zahlen stehen - bei der Ersetzung von leeren Variablen kann es aber zu Syntaxfehlern kommen. Weiterhin lassen sich mehrere Argumente logisch verknüpfen (UND, ODER, NICHT). Beispiel: 

test -w /etc/passwd

mit der Kommandoverkettung lassen sich so schon logische Entscheidungen treffen, z. B. : 

test -w /etc/passwd && echo "Du bist ROOT"

Normalerweise kann statt 'test' das Argument auch in eckigen Klammern gesetzt werden. Die Klammern müssen von Leerzeichen umschlossen werden: 

[ -w /etc/passwd ]

Die folgenden Operationen können bei 'test' bzw. [ ... ] verwendet werden.


Dateitests
-b Datei Die Datei existiert und ist ein blockorientiertes Gerät
-c Datei Die Datei existiert und ist ein zeichenorientiertes Gerät
-d Datei Die Datei existiert und ist ein Verzeichnis
-e Datei Datei existiert
-f Datei Die Datei existiert und ist eine reguläre Datei
-g Datei Die Datei existiert und das Gruppen-ID-Bit ist gesetzt
-h Datei Die Datei existiert und ist ein symbolischer Link
-k Datei Die Datei existiert und das Sticky-Bit ist gesetzt
-p Datei Die Datei existiert und ist eine Named Pipe
-r Datei Die Datei existiert und ist lesbar
-s Datei Die Datei existiert und ist nicht leer
-t [n] DATEI-Descriptor FD (Standard: Standardausgabe) ist auf Tty offen
-u Datei Die Datei existiert und das Setuid-Bit ist gesetzt
-w Datei Die Datei existiert und ist beschreibbar
-x Datei Die Datei existiert und ist ausführbar
Datei1 -nt Datei2 Datei1 ist neuer als Datei2
Datei1 -ot Datei2 Datei1 ist älter als Datei2
Datei1 -ef Datei2 Beide Dateien belegen dieselbe Inode auf demselben Gerät

Beispiel 

if [ -d RCS ]     Wenn ein Verzeichnis RCS existiert. . .


Bedingungen für Zeichenfolgen
-n s1 Die Länge der Zeichenfolge s1 ist ungleich Null
-z s1 Die Länge der Zeichenfolge s1 ist gleich Null
s1 = s2 Die Zeichenfolgen s1 und s2 sind identisch
s1 != s2 Die Zeichenfolgen s1 und s2 sind nicht identisch
Zeichenfolge Die Zeichenfolge ist nicht Null

Beispiel 

if [ "$Antwort" != "j" ]     Wenn die $Antwort nicht "j" ist. . .
Ganzzahlvergleiche:
n1 -eq n2 n1 ist gleich n2
n1 -ge n2 n1 ist größer oder gleich n2
n1 -gt n2 n1 ist größer als n2
n1 -le n2 n1 ist kleiner oder gleich n2
n1 -lt n2 n1 ist kleiner n2
n1 -ne n2 n1 ist ungleich n2
Beispiele
while test $# -gt 0     Solange Argumente vorliegen. . .

while [ -n "$1" ]     Solange das erste Argument nicht leer ist. . .

if [ $count -lt 10 ]     Wenn $count kleiner 10. . .
Kombinierte Formen
(Bedingung) Wahr, wenn die Bedingung zutrifft (wird für die Gruppierung verwendet). Den Klammern muss ein \ vorangestellt werden.
! Bedingung i Wahr, wenn die Bedingung nicht zutrifft (NOT).
Bedingung1 -a Bedingung2 Wahr, wenn beide Bedingungen zutreffen (AND).
Bedingung1 -o Bedingung2 Wahr, wenn eine der beiden Bedingungen zutrifft (OR).

Beispiel 

if [ ! -r "$1" -o ! -f "$1" ]    Wenn das erste Argument keine lesbare oder reguläre Datei ist.

Bedingte Anweisung (if - then - else)

  • Wichtig: Als Bedingung kann nicht nur der test-Befehl, sondern eine beliebige Folge von Kommados verwendet werden.
  • Jedes Kommando liefert einen Errorcode zurück, der bei erfolgreicher Ausführung gleich Null (true) und bei einem Fehler oder Abbruch ungleich Null (false) ist.
  • Zum Testen einer Bedingung dient die if-Anweisung.
  • Jede Anweisung muss entweder in einer eigenen Zeile stehen oder durch einen Strichpunkt von den anderen Anweisungen getrennt werden.
  • Trotzdem verhät sich eine bedingte Anweisung - oder die Schleifenkonstrukte, die weiter unten behandelt werden - wie eine einzige Anweisung.
  • Somit ergibt sich eine starke Ähnlichkeit mit der Blockstruktur von C oder Pascal.
  • Man kann dies ausprobieren, indem man eine if- oder while-Anweisung interaktiv eingibt. Solange nicht 'fi' bzw. 'done' eingetippt wurde, erhält man den PS2-Prompt ('>').

if

  • Die if-Anweisung in der Shell-Programmierung macht das gleiche wie in allen anderen Programmiersprachen, sie testet eine Bedingung auf Wahrheit und macht davon den weiteren Ablauf des Programms abhängig.
  • Die Syntax der if-Anweisung lautet wie folgt:
if Bedingung1
    then Befehle1
[ elif Bedingung2
    then Befehle2 ]
...
[ else Befehle3 ]
fi
  • Wenn die Bedingung1 erfüllt ist, werden die Befehle1 ausgeführt; andernfalls, wenn die Bedingung2 erfüllt ist, werden die Befehle2 ausgeführt. Trifft keine Bedingung zu, sollen die Befehle3 ausgeführt werden.
  • Bedingungen werden normalerweise mit dem Befehl test formuliert. Es kann aber auch der Rückgabewert jedes anderen Kommandos ausgewertet werden. Für Bedingungen, die auf jeden Fall zutreffen sollen steht der Null-Befehl (:) zur Verfügung.
Beispiele

Man achte auf die Positionierung der Semikoli. 

#!/bin/sh
 # Füge eine 0 vor Zahlen kleiner 10 ein:
counter=0
if [ $counter -lt 10 ]; then

number=0$counter; else number=$counter; fi
#!/bin/bash
 # Erstelle ein Verzeichnis, wenn es noch nicht existiert:
dir=daten
if [ ! -e $dir ]; then
mkdir $dir; fi # mkdir: Verzeichnis erstellen

einseitiges if

if kommandoliste 
then 
      kommandos 
fi

zweiseitiges if

if kommandoliste 
then 
      kommandos 
else 
      kommandos 
fi

Mehrstufiges if

if kommandoliste1 
then 
      kommandos
elif kommandoliste2 
  then 
        kommandos 
elif ... 
          ... 
fi

Beispiele

Es soll eine Meldung ausgegeben werden, falls mehr als 5 Benutzer eingeloggt sind: 

USERS=`who | wc -l`   # Zeilen der who-Ausgabe zählen
if test $USERS -gt 5 
then 
  echo "Mehr als 5 Benutzer am Geraet" 
fi
  • Kürzere Variante
if [ $(who | wc -l) -gt 5 ] ; then 
  echo "Mehr als 5 Benutzer am Geraet" 
fi

Man sollte bei der Entwicklung von Skripts aber ruhig mit der Langfassung beginnen und sich erst der Kurzfassung zuwenden, wenn man mehr Übung hat und die Langfassungen auf Anhieb funktionieren.

  • Ein weiteres Beispiel zeigt eine Fehlerprüfung
if test $# -eq 0 
then 
  echo "usage: sortiere filename" >&2 
else 
  sort +1 -2 $1 | lp 
fi

Das nächste Beispiel zeigt eine mehr oder weniger intelligente Anzeige für Dateien und Verzeichnisse. 'show' zeigt bei Dateien den Inhalt mit 'less' an und Verzeichnisse werden mit 'ls' präsentiert.

  • Fehlt der Parameter, wird interaktiv nachgefragt
if [ $# -eq 0 ]                           # falls keine Angabe 
then                                      # interaktiv erfragen 
   echo -n "Bitte Namen eingeben: "
   read DATEI 
else  
   DATEI=$1 
fi
if  [ -f $DATEI ]                          # wenn normale Datei 
then                                      # dann ausgeben 
   less $DATEI  
elif [ -d $DATEI ]                        # wenn aber Verzeichnis 
  then                                    # dann Dateien zeigen 
     ls -CF $DATEI 
   else                                   # sonst Fehlermeldung 
     echo "cannot show $DATEI"  
fi

Das nächste Beispiel hängt eine Datei an eine andere Datei an; vorher erfolgt eine Prüfung der Zugriffsberechtigungen:

append Datei1 Datei2 

if [ -r $1 -a -w $2 ] 
then 
   cat $1 >> $2 
else 
    echo "cannot append" 
fi

Beim Vergleich von Zeichenketten sollten möglichst die Anführungszeichen (" ... ") verwendet werden, da sonst bei der Ersetzung durch die Shell unvollständige Test-Kommandos entstehen können.

Beispiel 

if [ ! -n $1 ] ; then 
   echo "Kein Parameter" 
fi

Ist $1 wirklich nicht angegeben, wird das Kommando reduziert zu: 

if [ ! -n ] ; then ....

Es ist also unvollständig und es erfolgt eine Fehlermeldung. Dagegen liefert 

if [ ! -n "$1" ] ; then 
    echo "Kein Parameter" 
fi

bei fehlendem Parameter den korrekten Befehl 

if [ ! -n "" ]

Bei fehlenden Anführungszeichen werden auch führende Leerzeichen der Variablenwerte oder Parameter eliminiert.

Weiteres Beispiel

Es kommt ab und zu vor, dass eine Userid wechselt oder dass die Gruppenzugehörigkeit von Dateien geändert werden muss. In solchen fällen helfen die beiden folgenden Skripts: 

#!/bin/sh
 # Change user-id
 #
if [ $# -ne 2 ] ; then
  echo "usage `basename $0` <old id> <new id>"
  exit
fi
find ~ -user $1 -exec chown $2 {} ";"
#!/bin/sh
 # Change group-id
 #
if [ $# -ne 2 ] ; then
  echo "usage `basename $0` <old id> <new id>"
  exit
fi
find / -group $1 -exec chgrp $2 {} ";"

case

  • Auch die case-Anweisung ist vergleichbar in vielen anderen Sprachen vorhanden.
  • Sie dient, ähnlich wie die if-Anweisung, zur Fallunterscheidung. Allerdings wird hier nicht nur zwischen zwei Fällen unterschieden (Entweder / Oder), sondern es sind mehrere Fälle möglich.
  • Man kann die case-Anweisung auch durch eine geschachtelte if-Anweisung völlig umgehen, allerdings ist sie ein elegantes Mittel um den Code lesbar zu halten.
  • Die Syntax der case-Anweisung lautet wie folgt:
case Wert in
    Muster1) Befehle1;;
    Muster2) Befehle2;;
...

esac

Wenn der Wert mit dem Muster1 übereinstimmt, wird die entsprechende Befehlsgruppe (Befehle1) ausgeführt, bei Übereinstimmung mit Muster2 werden die Kommandos der zweiten Befehlsgruppe (Befehle2) ausgeführt, usw.

  • Der letzte Befehl in jeder Gruppe muss mit ;; gekennzeichnet werden.
  • Das bedeutet für die Shell soviel wie springe zum nächsten esac, so dass die anderen Bedingungen nicht mehr überprüft werden.
  • In den Mustern sind die gleichen Meta-Zeichen erlaubt wie bei der Auswahl von Dateinamen.
  • Wenn in einer Zeile mehrere Muster angegeben werden sollen, müssen sie durch ein Pipezeichen (|, logisches ODER) getrennt werden.
Beispiele
#!/bin/sh
 # Mit dem ersten Argument in der Befehlszeile 
 # wird die entsprechende Aktion festgelegt:

case $1 in # nimmt das erste Argument
     Ja|Nein) response=1;;
            *) echo "Unbekannte Option"; exit 1;;
esac



#!/bin/sh
 # Lies die Zeilen von der Standardeingabe, bis eine
 # Zeile mit einem einzelnen Punkt eingegeben wird:
while : # Null-Befehl
do
    echo -e "Zum Beenden . eingeben ==> \c"
    read line # read: Zeile von StdIn einlesen
    case "$line" in
         .) echo "Ausgefuehrt"
            break;;
          *) echo "$line" >>./message ;;
    esac
done

case-Anweisung

Diese Anweisung erlaubt eine Mehrfachauswahl. Sie wird auch gerne deshalb verwendet, weil sie Muster mit Jokerzeichen und mehrere Muster für eine Auswahl erlauben 

case selector in 
     Muster-1) Kommandofolge 1 ;; 
     Muster-2) Kommandofolge 2 ;; 
             .... 

     Muster-n) Kommandofolge n ;; 
esac

Die Variable selector (String) wird der Reihe nach mit den Mustern "Muster-1" bis "Muster-n" verglichen. Bei Gleichheit wird die nachfolgende Kommandofolge ausgeführt und dann nach der case-Anweisung (also hinter dem esac) fortgefahren. * In den Mustern sind Metazeichen (*, ?, []) erlaubt, im Selektor dagegen nicht.

  • Das Muster * deckt sich mit jedem Selektor --> default-Ausgang. muss als letztes Muster in der case-Konstruktion stehen.
  • Vor der Klammer können mehrere Muster, getrennt durch | stehen.

Das Zeichen | bildet eine Oder-Bedingung: 

case selector in 
     Muster1)              Kommandofolge1 ;; 
     Muster2 | Muster3)    Kommandofolge2 ;; 
      *)                    Kommandofolge3 ;; 
esac

Beispiel 1: Automatische Bearbeitung von Quell- und Objekt-Dateien. Der Aufruf erfolgt mit 'compile Datei'. 

case $1 in 
    *.s) as $1 ;;                        # Assembler aufrufen 
    *.c) cc -c $1 ;;                     # C-Compiler aufrufen 
    *.o) cc $1 -o prog ;;                # C-Compiler als Linker 
      *) echo "invalid parameter: $1";; 
esac

Beispiel 2: Menü mit interaktiver Eingabe 

while :   # Endlosschleife (s. später) 
do 
tput clear   # Schirm löschen und Menütext ausgeben 
   echo " +---------------------------------+"  
   echo " | 0 --> Ende                      |" 
   echo " | 1 --> Datum und Uhrzeit         |" 
   echo " | 2 --> aktuelles Verzeichnis     |" 
   echo " | 3 --> Inhaltsverzeichnis        |" 
   echo " | 4 --> Mail                      |" 
   echo "+----------------------------------+" 
   echo "Eingabe: \c"   # kein Zeilenvorschub 
   read ANTW 
   case $ANTW in 
    0) kill -9 0 ;; # und tschuess 
    1) date ;;  
    2) pwd ;; 
    3) ls -CF ;; 
    4) elm ;; 
     *) echo "Falsche Eingabe!" ;; 
   esac 
done

for-Anweisung

  • Diese Schleifenanweisung hat zwei Ausprägungen, mit einer Liste der zu bearbeitenden Elemente oder mit den Kommandozeilenparametern.
  • Dieses Konstrukt ähnelt nur auf den ersten Blick seinen Pendants aus anderen Programmiersprachen.
  • In anderen Sprachen wird die for-Schleife meistens dazu benutzt, eine Zählvariable über einen bestimmten Wertebereich iterieren zu lassen (for i = 1 to 100...next).
  • In der Shell dagegen wird die Laufvariable nicht mit aufeinander folgenden Zahlen belegt, sondern mit einzelnen Werten aus einer anzugebenden Liste.
  • Wenn man eine Laufvariable benötigt, muss man dazu die while-Schleife einsetzen.

Die Syntax der for-Schleife lautet wie folgt: 

for x [ in Liste ] 
do

Befehle

done

Die Befehle werden ausgeführt, wobei der Variablen x nacheinander die Werte aus der Liste zugewiesen werden.

  • Wie man sieht, ist die Angabe der Liste optional, wenn sie nicht angegeben wird, nimmt x der Reihe nach alle Werte aus $@ (in dieser vordefinierten Variablen liegen die Aufrufparameter) an.
  • Wenn die Ausführung eines Schleifendurchlaufs bzw. der ganzen Schleife abgebrochen werden soll, müssen die Kommandos continue bzw. break benutzt werden.

for-Schleife mit Liste

for selector in liste 
  do 
  Kommandofolge 
done

Die Selektor-Variable wird nacheinander durch die Elemente der Liste ersetzt und die Schleife mit der Selektor-Variablen ausgeführt.

Beispiele
for X in hans heinz karl luise do echo $X done

Das Programm hat folgende Ausgabe: 

hans
heinz
karl
luise

for FILE in *.txt # drucke alle Textdateien
 do # im aktuellen Verzeichnis
 lpr $FILE
done
for XX in $VAR # geht auch mit
 do
 echo $XX
done

Durchsuche Kapitel zur Erstellung einer Wortliste (wie fgrep -f): 

for item in $(cat program_list) # cat: Datei ausgeben
do
    echo "Pruefung der Kapitel auf"
    echo "Referenzen zum Programm $item ..."
    grep -c "$item.[co]" chap* # grep: nach Muster suchen
done

for-Schleife mit Parametern

for selector
 do
 Kommandofolge
done

Die Selektor-Variable wird nacheinander durch die Parameter $1 bis $n ersetzt und mit diesen Werten die Schleife durchlaufen. Es gibt also $# Schleifendurchläufe.

Beispiel

Die Prozedur 'makebak' erzeugt für die in der Parameterliste angegebenen Dateien eine .bak-Datei. 

for FF
 do
 cp $FF ${FF}.bak
done
#!/bin/sh     
 # Seitenweises Formatieren der Dateien, die auf der 
 # Befehlszeile angegeben wurden, und speichern des 
 # jeweiligen Ergebnisses:

for file do
    pr $file > $file.tmp # pr: Formatiert Textdateien
done
# Ermittle einen Ein-Wort-Titel aus jeder Datei und 
 # verwende ihn als neuen Dateinamen:

for file do
    name=`sed -n 's/NAME: //p' $file`
     # sed: Skriptsprache zur Textformatierung
    mv $file $name 
     # mv: Datei verschieben bzw. umbenennen
done

while

Die while-Schleife ist wieder ein Konstrukt, das einem aus vielen anderen Sprachen bekannt ist:

Die kopfgesteuerte Schleife. Die Syntax der while-Schleife lautet wie folgt: 

while Bedingung
do

Befehle
done

Die Befehle werden so lange ausgeführt, wie die Bedingung erfüllt ist.

Dabei wird die Bedingung vor der Ausführung der Befehle überprüft. Die Bedingung wird dabei üblicherweise, genau wie bei der if-Anweisung, mit dem Befehl test formuliert.

Wenn die Ausführung eines Schleifendurchlaufs bzw. der ganzen Schleife abgebrochen werden soll, müssen die Kommandos continue bzw. break benutzt werden.

Beispiele
#!/bin/sh
 # Zeilenweise Ausgabe aller Aufrufparameter:

while [ -n "$1"]; do

 echo $1 
 shift   # mit shift werden die Parameter nach 
   # Links geshiftet (aus $2 wird $1) 
done

Zählschleife

In anderen Sprachen kann man mit der for-Schleife eine Zählvariable über einen bestimmten Wertebereich iterieren lassen (for i = 1 to 100...next).

Da das mit der for-Schleife der Shell nicht geht, ersetzt man die Funktion durch geschickte Anwendung der while-Schleife: 

#!/bin/sh
 # Ausgabe der Zahlen von 1 bis 100:
i=1
while [ $i -le 100 ]
do
    echo $i
    i=`expr $i + 1`
done

Weitere Beispiele 

#!/bin/sh

while who | grep "^root "
do sleep 30

done

echo Die Katze ist aus dem Haus, Zeit, dass die Mäuse tanzen!

Ergebniswert eines Kommandos

Als Bedingung kann nicht nur eine "klassische" Bedingung (test oder [ ]) sondern auch der Ergebniswert eines Kommandos oder einer Kommandofolge verwendet werden. 

while Bedingung
 do
 Kommandofolge
 done

Solange der Bedingungsausdruck den Wert 'true' liefert, wird die Schleife ausgeführt.

Warten auf eine Datei (z. B. vom Hintergrundprozess) 

while [ ! -f foo ]
 do
 sleep 10 # Wichtig damit die Prozesslast nicht zu hoch wird
done

Pausenfüller für das Terminal Abbruch mit DEL-Taste 

while :
 do
 tput clear # BS löschen
 echo -e "\n\n\n\n\n" # 5 Leerzeilen
 banner $(date '+ %T ') # Uhrzeit groß
 sleep 10 # 10s Pause
done

Umbenennen von Dateien durch Anhängen eines Suffix 

# Aufruf change suffix datei(en)
if [ $# -lt 2 ] ; then
 echo "Usage: `basename $0` suffix file(s)"
else
 SUFF=$1 # Suffix speichern
 shift
 while [ $# -ne 0 ] # solange Parameter da sind
 do
 mv $1 ${1}.$SUFF # umbenennen
 shift
 done
fi

Umbenennen von Dateien durch Anhängen eines Suffix Variante 2 mit for 

# Aufruf change suffix datei(en)
if [ $# -lt 2 ] ; then
 echo "Usage: `basename $0` suffix file(s)"
else
 SUFF=$1 # Suffix speichern
 shift
 for FILE
 do
 mv $FILE ${FILE}.$SUFF # umbenennen
 shift
 done
fi

until-Anweisung

Diese Anweisung ist identisch zu einer while-Schleife mit negierter Bedingung.

Als Bedingung kann nicht nur eine "klassische" Bedingung (test oder [ ]) sondern auch der Ergebniswert eines Kommandos oder einer Kommandofolge verwendet werden. 

until Bedingung
 do
 Kommandofolge
done

Die Schleife wird so lange abgearbeitet, bis Bedingungsausdruck einen Wert ungleich Null liefert.

Beispiel 

# warten auf Datei foo
until [ -f foo ]
 do
 sleep 10
done

Warten auf einen Benutzer 

# warten, bis sich der Benutzer hans eingeloggt hat
TT=`who | grep -c "hans"`
until [ $TT -gt 0 ]
 do
 sleep 10
 TT=`who | grep -c "hans"`
done
# warten, bis sich der Benutzer hans eingeloggt hat
 # Variante 2 – kuerzer
until [ `who | grep -c "hans"` -gt 0 ]
 do
 sleep 10
done

Die Befehle werden ausgeführt, bis die Bedingung erfüllt ist. Die Bedingung wird dabei üblicherweise, genau wie bei der if-Anweisung, mit dem Befehl test formuliert.

Wenn die Ausführung eines Schleifendurchlaufs bzw. der ganzen Schleife abgebrochen werden soll, müssen die Kommandos continue bzw. break benutzt werden.

Beispiel

Hier wird die Bedingung nicht per test, sondern mit dem Rückgabewert des Programms grep formuliert. 

#!/bin/sh
 # Warten, bis sich der Administrator einloggt:

until who | grep "root"; do
 # who: Liste der Benutzer
 # grep: Suchen nach Muster
    sleep 30 # sleep: warten
done
echo "Der Meister ist anwesend"
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