Coding Man使用 Bash 的功能来更改控制流
1. 概述
在大多数编程和脚本语言中，我们都有流控制语句，允许我们将执行移动到脚本中的其他地方。通常，这些包括goto语句。
Bash 不支持goto，但提供了一些其他的流控制机制。
在本教程中，我们将了解如何在 Bash 中模拟goto，以及如何使用内置的流控制功能来跳过代码、跳出循环或执行替代操作。
2. 在 Bash 脚本中跳过代码
让我们从模拟goto的跳跃行为开始。
2.1. goto的基本语法
goto语句通常将控制转移到由标签标识的行：
statement1
goto labe11
statement2 #skipped
#... more lines skipped
statement9 #skipped
label1:
statement10 #executed
2.2. 从 Bash 脚本中读取多行
虽然我们不能在 Bash 中本地执行此操作，但运算符 «HERE 将脚本的行重定向到stdin，直到遇到字符串HERE 。这通常被称为“ heredoc ”。
2.3. 说明性示例
让我们通过使用*cat * «label 来模拟goto来尝试一下：
#!/bin/bash
echo "Starting the script"
cat >/dev/null <<LABEL_1
echo "This command is not run"
LABEL_1
echo "And this command is run"
cat >/dev/null <<LABEL_EXIT
echo "This command is not run as the first one"
LABEL_EXIT
echo "The script is done"
接下来，让我们运行它并查看输出：
./cat_goto_example
Starting the script
And this command is run
The script is done
可以看到，cat和LABEL_1之间的echo语句没有被执行。
2.4. cat中的代码会发生什么
让我们看看cat在做什么。所以，让我们省略*/dev/null*重定向：
#!/bin/bash
echo "Starting the script"
cat <<LABEL_1
echo "This command is not run"
LABEL_1
echo "And this command is run"
cat <<LABEL_EXIT
echo "This command is not run as the first one"
LABEL_EXIT
echo "The script is done"
现在，我们可以看到cat输出出现在我们的控制台上：
Starting the script
echo "This command is not run"
And this command is run
echo "This command is not run as the first one"
The script is done
因此，cat和heredoc方法允许我们读取但不执行脚本中的行。我们应该注意到，这种模拟goto的解决方法只能通过脚本向前运行。
3. 有条件地跳过 Bash 脚本中的代码
最常见的是，我们会在脚本中结合某些条件使用goto，可能会跳过我们不想执行的步骤。
3.1. 使用cat «HERE 创建条件goto
我们正在尝试实现类似于此伪代码的逻辑：
if condition
goto label1
statement1 #skipped if condition is met
# ...
label1
statement10 #always executed
使用上述技术，我们可以使用一些额外的技巧来实现这一点：
if [ -n "$GOTO_CONDITION" ] ; then
cat >/dev/null
else
eval "$(cat -)"
fi <<'LABEL'
在这里，我们使用if语句的两个分支来创建一个cat表达式来满足我们的需要。当GOTO_CONDITION为true时执行的部分会像以前一样去掉直到label1的代码行**。
相反，“ else ”部分从*«*运算符提供的行中重构脚本并作为一个整体执行。
详细地说，*“$(cat -)”*命令连接脚本行并将结果作为 bash 变量呈现给eval 。因此，我们避免了单独执行脚本的每一行。
此外，我们应该使用带引号的标签名称的heredoc构造，以避免变量扩展。
3.2. 条件跳转示例
让我们创建一个脚本来使用我们的构造：
#!/bin/bash
n=2
echo "Starting the script with n = $n"
foo="FOO"
if [ $n -eq 2 ] ; then
cat >/dev/null
else
eval "$(cat -)"
fi <<'LABEL_1'
echo "This is the foo variable: $foo"
echo "This command is not run when jumped over with goto"
bar="BAR"
echo "This is the bar variable: $bar"
LABEL_1
echo "After LABEL_1"
echo "This is the foo variable: $foo"
echo "This is the bar variable: $bar"
echo "And this command is run"
echo "The script is done"
我们检查算术表达式以强调goto的条件 可能会在脚本执行期间进行评估。此外，我们使用两个变量foo和bar来研究它们的可见性。
3.3. 测试条件goto
让我们在goto处于活动状态时检查结果- n=2：
Starting the script with n = 2
After LABEL_1
This is the foo variable: FOO
This is the bar variable:
And this command is run
The script is done
这一次，我们跳过了代码。此外，变量foo是定义的，而bar不是。
现在，让我们在不执行goto时启动我们的脚本，其中n = 10：
Starting the script with n = 10
This is the foo variable: FOO
This command is not run when jumped over with goto
This is the bar variable: BAR
After LABEL_1
This is the foo variable: FOO
This is the bar variable: BAR
And this command is run
The script is done
在这里，我们发现所有的脚本都被执行了。此外，这两个变量都已正确定义且可见。 最后，正确使用局部变量foo和bar证明脚本是作为一个整体执行的。
4. 启用或禁用部分代码的 Bash 替代方案
在开发或调试脚本的过程中，我们经常需要跳过代码中的某些行。我们不需要为此使用我们的goto技术，因为有一些常见的替代方法。
4.1. 注释掉
到目前为止，忽略某些代码的最简单的解决方案是将其注释掉。 Bash 使用井号 ‘#’ 忽略从它到行尾的所有字符：
#!/bin/bash
echo "This shows up in terminal"
#echo "but this not"
不幸的是，bash 中没有可用的块注释。
4.2. 在if语句中使用false函数
我们可以在if语句中使用false ：
#!/bin/bash
if false
then
echo "Disabled code here"
fi
echo "Not disabled code here"
为了重新启用代码，我们可以将false替换为true。
4.3. 设置 Bash 变量
或者，我们可以使用从命令行参数获取其值的环境变量或 Bash 变量来创建一些代码条件。
假设有一个DEBUG环境变量：
#!/bin/bash
if [ -n "$DEBUG" ]
then
echo "Disabled code here"
fi
echo "Not disabled code here"
-n开关测试变量是否不是空字符串。此外，DEBUG可以设置为任何值。
这个版本的优点是我们不需要修改脚本来改变它的行为。
相反，我们应该只设置和导出变量：
export DEBUG=true
./debug_test
#result:
Disabled code here
Not disabled code here
或在启动脚本之前取消设置：
unset DEBUG
./debug_test
#result:
Not disabled code here
5. 在多级循环中跳来跳去
大多数编程语言都提供break和continue语句，但它们的效果通常只达到直接封闭的循环。
相比之下，Bash 提供了break n和continue n。
5.1. 打破多级循环
break n跳过n级循环。 让我们尝试跳出嵌套循环，在满足条件时有效地停止所有迭代：
#!/bin/bash
for x in {1..10}
do
echo "x = $x"
for y in {1..5}
do
echo " y = $y"
if [ $x -ge 2 ] && [ $y -eq 3 ]
then
echo "Breaking"
break 2
fi
done
done
echo "Now all loops are done"
让我们检查一下结果：
x = 1
y = 1
y = 2
y = 3
y = 4
y = 5
x = 2
y = 1
y = 2
y = 3
Breaking
Now all loops are done
我们应该注意到，一旦满足条件*[ $x -ge 2 ]* && [ $y -eq 3 ]，两个循环都会终止，控制权会传递到它们之后的第一个语句。
5.2. 连续多级循环
continue n命令省略循环内的操作，并允许跳过n层嵌套循环。
不仅省略了当前循环的其余部分，而且还省略了所有封闭循环的主体，直至n级：
#!/bin/bash
for x in {1..5}
do
for y in {1..3}
do
if [ $x -gt 2 ] && [ $y -eq 2 ]
then
echo "Continue"
continue 2
fi
echo " y = $y"
done
echo "x = $x"
done
echo "Now all loops are done"
现在，让我们检查一下结果：
y = 1
y = 2
y = 3
x = 1
y = 1
y = 2
y = 3
x = 2
y = 1
Continue
y = 1
Continue
y = 1
Continue
Now all loops are done
一旦循环变量满足条件*[$x -gt 2]* && [$y -eq 2]，则不执行continue语句后的任何操作。
此外，它还涉及带有变量x的外部循环。
6. 错误处理
错误处理是我们可以通过流控制解决的另一个问题。
6.1. 模型控制流程
此伪代码说明了我们如何针对错误采取一些特定的操作，或恢复程序：
if ( !functionA() ) goto errorA
if ( !functionB() ) goto errorB
#...
exit(0) # everything is OK
errorA:
concludeA() #some specific A fallback
exit(codeA)
errorB:
concludeB() #some specific B fallback
exit(codeB)
6.2. 案例研究
让我们编写一个脚本，将目录更改为给定的目录，然后将新行写入该目录内的文件。
这两种操作都可能会发出它们自己的错误——例如，当目标文件夹不存在或用户没有写入文件的权限时。
6.3. some_action || handle_error构造
在 Bash 中，语句*分隔符 || * 仅当左侧命令失败时才执行右侧命令。
因此，让我们假设some_action部分是一个容易出错的代码，而handle_error是一个合适的后备函数：
#!/bin/bash
target_folder="test"
target_file="foo"
cd "$target_folder" || { echo "Can not cd to $target_folder" && exit 1; }
echo -n > "$target_file" || { echo "Can not write to file $target_file in $target_folder" && exit 1; }
echo "Successfully wrote new line to file $target_file in $target_folder"
6.4. 测试脚本
假设一开始，“test”文件夹不存在：
./error_example
./error_example: line 6: cd: test: No such file or directory
Can not cd to test
现在，让我们创建文件夹：
mkdir test #create a folder
./error_example Successfully wrote new line to file foo in test
最后，取消用户的写权限：
chmod u-w test/foo #take away the write permission from the user
./error_example
./error_example: line 8: foo: Permission denied
Can not write to file foo in test
让我们发现，我们不仅获得了常规的 Bash 错误消息，而且还获得了预期的通知。
6.5. 脚本亮点
让我们注意脚本error_example的重要特征：