第 9 章 · 03 循环：for、while 与 until

第 9 章 · 03 循环：for、while 与 until

本节摘要:脚本有了变量和分支，还差一个「重复」。本节讲 Shell 的三种循环：for、while、until。for x in list 用来遍历一个明确的列表（一组字符串、一批文件、一段命令的输出）；while cond 在条件成立时反复执行；until cond 是 while 的反面，条件不成立时反复执行。重点要建立两个心智模型：一是 for 遍历的是「列表项」而不是「计数器」（C 风格 for ((i=0;i<n;i++)) 是例外）；二是 while 和 until 的「条件」其实是一条命令，命令返回 0 就继续——这和第 02 节的 if 判断退出码是一回事。配上 break/continue，循环就能覆盖日常 90% 的重复任务。最后会提醒你：Shell 循环每跑一轮都要 fork 子进程，处理大数据时该换成 awk。

内容来源：综合 Shell 脚本知识与原项目「Linux 命令大全」整理，套用体系化模板。

学习目标

阅读完本节，你应当能够：

1. 用 for x in list 遍历字符串列表，理解 Shell 怎么把列表拆成项。
2. 用 for f in *.txt 遍历文件，并说清为什么文件名必须加引号。
3. 用 for ((i=0; i<n; i++)) 写 C 风格的计数循环。
4. 用 while cond 和 until cond 写「条件循环」，区分两者的判断时机。
5. 在循环里用 break 跳出、用 continue 跳过本轮。
6. 用 while read line 逐行处理文件，并解释为什么要 IFS= 和加引号。

一、设计动机（为什么这样设计）

for 遍历「列表」，不是计数器

在很多语言里，for 是「从 i=0 到 i=n」的计数循环。Shell 的 for 不是——它遍历的是一个**列表**：

for color in red green blue; do
    echo "颜色: $color"
done
# 输出：
# 颜色: red
# 颜色: green
# 颜色: blue
​

for 后面的变量（color）依次取列表里的每个值，每取一个就执行一次 do...done 之间的循环体。列表用空格分隔，所以你看到的 red green blue 不是一个字符串，而是三个独立的项。

需要计数时，Bash 提供了 C 风格的 for（不是 POSIX 标准，但 Bash/zsh 都支持）：

for ((i=0; i<5; i++)); do
    echo "第 $i 次"
done
​

while 和 until：用「命令的退出码」当条件

while 条件命令; do
    ...
done

until 条件命令; do
    ...
done
​

和 if 一样，while/until 后面跟的是一条命令，不是布尔表达式。命令返回 0（成功）就被视为「真」，非 0 视为「假」。

• while：条件命令返回 0 就继续循环（条件为真则循环）。
• until：条件命令返回非 0 就继续循环（条件为假则循环）。

# while：每秒检查一次，直到文件出现
while [[ ! -f /tmp/ready ]]; do
    sleep 1
done
echo "就绪了"

# until：写法更直观（「直到 ready 出现才停」）
until [[ -f /tmp/ready ]]; do
    sleep 1
done
echo "就绪了"
​

这两段等价。until 是 while 的语义糖，写「等待某条件成立」时更顺。

关键概念：while [[ ... ]] 里的 [[ ]] 也是一条命令——它返回 0 或 1，被 while 当成循环条件。所以 while 和 if 共享同一套判断机制（第 02 节学的全部都能用）。

为什么要小心：Shell 循环每轮都 fork

# 慢：每行都要启动 awk 子进程
while read line; do
    echo "$line" | awk '{print $1}'
done < big.log

# 快：一次 awk 处理完
awk '{print $1}' big.log
​

Shell 每跑一轮循环、每调用一次外部命令，都要 fork 一个子进程。处理几千行没感觉，处理几十万行就慢得难以忍受。所以循环小数据用 Shell，大数据用 awk/sed——这条原则贯穿全书。

二、高频组合与实战

1. for 遍历字符串列表

# 遍历一组服务器名
for host in web01 web02 web03; do
    ssh "$host" "uptime"
done

# 遍历扩展名
for ext in txt md log; do
    echo "处理 *.$ext"
done
​

2. for 遍历文件（注意加引号）

# 处理所有 .log 文件
for f in *.log; do
    echo "压缩 $f"
    gzip "$f"          # 必须加引号，防文件名含空格
done

# 递归遍历（用 find）
while IFS= read -r f; do
    echo "处理 $f"
done < <(find . -name '*.txt')
​

⚠️ 注意：for f in *.log 有个隐患——如果没有匹配文件，*.log 会保持字面值，循环跑一次处理一个名为 *.log 的不存在的文件。Bash 用 shopt -s nullglob 可以让无匹配时列表为空。

3. for 遍历命令的输出

# 遍历所有用户
for user in $(cut -d: -f1 /etc/passwd); do
    echo "用户: $user"
done

# 遍历日期
for d in $(seq -w 1 31); do
    echo "2026-08-$d"
done
​

注意：命令替换的输出会按空白拆分，所以只适合「输出是空白分隔的简单单词」。带空格的文件名千万别这么用（要用 find ... -print0 | while read -r -d ''）。

4. C 风格 for 循环

# 计数 0 到 9
for ((i=0; i<10; i++)); do
    echo $i
done

# 双变量同时遍历
for ((i=0, j=10; i<5; i++, j--)); do
    echo "i=$i, j=$j"
done
​

5. while 逐行读文件（经典模式）

这是 Shell 脚本里最常用、也最容易写错的模式：

# 正确的逐行读取
while IFS= read -r line; do
    echo "处理: $line"
done < input.txt
​

四个细节：

• IFS= 防止行首尾的空白被吞。
• read -r 防止反斜杠被解释（不加 -r，\t 会被处理）。
• line 加引号使用。
• < input.txt 用重定向喂给 while，比 cat file | while 更高效（后者会开子进程，循环里改的变量在循环外失效）。

# 经典场景：累计文件大小
total=0
while IFS= read -r line; do
    size=$(stat -c %s "$line" 2>/dev/null || echo 0)
    total=$((total + size))
done < file_list.txt
echo "总大小: $total 字节"
​

6. while 配合条件：定时检查、重试

# 重试 3 次连接数据库
attempts=0
until pg_isready -h db; do
    attempts=$((attempts + 1))
    if [[ $attempts -ge 3 ]]; then
        echo "数据库连接失败" >&2
        exit 1
    fi
    sleep 2
done
echo "数据库就绪"
​

7. break 与 continue

# break：找到第一个匹配就停
for f in *.log; do
    if grep -q ERROR "$f"; then
        echo "第一个出错的日志: $f"
        break
    fi
done

# continue：跳过 .bak 文件
for f in *; do
    [[ $f == *.bak ]] && continue
    process "$f"
done
​

三、踩坑与排错

坑 1：cat file | while 里改的变量外面看不到

count=0
cat file | while read line; do
    count=$((count + 1))
done
echo $count          # 0！管道右侧的 while 在子进程里，count 改动不传出来
​

原因：管道右侧的命令在子 Shell 里执行，子 Shell 的变量改动不会影响父进程。改用重定向：

count=0
while read line; do
    count=$((count + 1))
done < file
echo $count          # 正确
​

坑 2：while read 不加 IFS= 和 -r，丢字符

echo '  hello world  ' | while read line; do echo "[$line]"; done
# [hello world]    ← 行首尾的空格被吞了

echo '  hello world  ' | while IFS= read -r line; do echo "[$line]"; done
# [  hello world  ]  ← 完整保留
​

逐行读文件的标准写法永远是 while IFS= read -r line，一个字符都不能省。

坑 3：for 遍历命令输出，文件名带空格被拆

# 文件名带空格时，这样会出错
for f in $(find . -name '*.txt'); do ... done     # 错！文件名按空格拆开

# 正确：用 -print0 配合 read -d ''
while IFS= read -r -d '' f; do
    echo "$f"
done < <(find . -name '*.txt' -print0)
​

坑 4：while [[ ... ]] 条件永远为真，死循环

i=0
while [[ $i -lt 10 ]]; do
    echo $i
    # 忘了 i=$((i+1))，死循环
done
​

养成习惯：写 while 第一件事先在循环体里确保能改变条件，否则就是死循环。

坑 5：until 和 while 记反

while 是「当条件真」、until 是「当条件假」。最简单的记法：while = while（当……时），until = until（直到……）。until cond 等价于 while ! cond。

本节要点回顾

1. for x in list 遍历的是列表项，不是计数器；需要计数用 C 风格 for ((i=0; i<n; i++))。
2. while/until 后面跟的是一条命令，靠退出码判断真假，和 if 同源。while 是「条件真就循环」，until 是「条件假就循环」（等价于 while ! cond）。
3. 逐行读文件的标准模式是 while IFS= read -r line; do ... done < file——IFS= 防吞空白、-r 防解释反斜杠、重定向而非管道。
4. 管道 | while 里改的变量外面看不到（子进程问题），改用重定向 < file。
5. 文件名含空格的遍历要用 find -print0 | while read -d ''，绝不能用 for f in $(find ...)。
6. Shell 循环每轮都 fork 子进程，大数据用 awk/sed——这是性能常识。
7. break 跳出、continue 跳过本轮，但死循环的根因往往是忘了改变条件。

循环和条件让脚本有了完整的控制流。下一节我们把代码组织起来——「函数：让命令可复用」。函数是「脚本里的脚本」：它有名字、有参数、有返回值，让你把重复的逻辑抽出来复用。理解函数后，你就能写出结构清晰、可维护的 Shell 程序。