如何有效使用 Linux 中的 case 语句？

在Linux编程中，case 语句是shell 脚本中用来进行条件判断的重要工具，它能够根据变量的值执行不同的命令或代码块，类似于其他编程语言中的switch-case 结构，本文将详细介绍case 语句的使用方法、语法规则以及实际应用示例。

`case` 语句的基本语法

在Linux shell脚本中，case 语句的基本语法如下：

case 变量名 in
    模式1)
        # 模式1匹配时执行的命令
        ;;
    模式2)
        # 模式2匹配时执行的命令
        ;;
    *)
        # 所有模式都不匹配时执行的命令
        ;;
esac

变量名 是要进行匹配的变量，模式 是用来匹配变量值的模式，可以是具体的字符串、正则表达式等，每个模式后面跟一个右括号)，然后是冒号:，接着是当该模式匹配时要执行的命令序列，最后以两个分号;; 结束。

常见用法及示例

示例1：简单的字符串匹配

以下是一个基本的case 语句示例，用于根据用户输入的选项执行不同的操作：

#!/bin/bash
echo "请选择一个选项："
echo "1. 显示当前日期"
echo "2. 显示当前时间"
echo "3. 退出"
read -p "请输入你的选择 (1/2/3): " choice
case $choice in
    1)
        date
        ;;
    2)
        time
        ;;
    3)
        echo "退出脚本"
        exit 0
        ;;
    *)
        echo "无效的选择，请重新运行脚本。"
        ;;
esac

在这个例子中，脚本会根据用户输入的数字执行相应的命令：输入1 显示当前日期，输入2 显示当前时间，输入3 退出脚本，输入其他数字则提示无效选择。

示例2：使用通配符和正则表达式

case 语句不仅可以匹配具体的字符串，还可以使用通配符（如）和正则表达式来进行更复杂的匹配。

#!/bin/bash
read -p "请输入一个文件扩展名 (txt, doc, pdf): " ext
case $ext in
    *.txt)
        echo "这是一个文本文件"
        ;;
    *.doc)
        echo "这是一个Word文档"
        ;;
    *.pdf)
        echo "这是一个PDF文件"
        ;;
    *)
        echo "未知的文件类型"
        ;;
esac

在这个例子中，无论用户输入的文件扩展名前面是否有其他字符，只要后缀匹配指定的模式，就会执行相应的命令。

示例3：嵌套case 语句

有时我们需要在已经匹配的情况下进一步细分条件，这时可以使用嵌套的case 语句。

#!/bin/bash
read -p "请输入一个动物名称: " animal
case $animal in
    dog|cat)
        echo "你输入的是宠物"
        case $animal in
            dog)
                echo "狗是人类的好朋友"
                ;;
            cat)
                echo "猫是很独立的动物"
                ;;
        esac
        ;;
    elephant|giraffe)
        echo "你输入的是大型哺乳动物"
        ;;
    *)
        echo "未知的动物"
        ;;
esac

在这个例子中，如果用户输入的是dog 或cat，首先会输出“你输入的是宠物”，然后根据具体是dog 还是cat 进一步输出不同的信息。

`case` 语句的注意事项

大小写敏感：默认情况下，case 语句是大小写敏感的，如果要忽略大小写，可以将变量转换为小写或大写后再进行匹配。

空格和制表符：确保case 语句中的模式和命令之间没有多余的空格或制表符，否则可能会导致语法错误。

匹配顺序：case 语句按照从上到下的顺序进行匹配，一旦找到匹配的模式，就会执行对应的命令并跳过后续的模式检查，应将最有可能匹配的模式放在前面，以提高脚本效率。

默认情况：使用*) 来处理所有未匹配的情况，确保脚本的健壮性。

实际应用场景

场景1：菜单驱动的脚本

在编写交互式脚本时，case 语句常用于实现菜单功能，让用户通过输入选项来选择不同的操作，一个简单的计算器脚本：

#!/bin/bash
echo "请选择一个操作："
echo "1. 加法"
echo "2. 减法"
echo "3. 乘法"
echo "4. 除法"
read -p "请输入你的选择 (1/2/3/4): " choice
case $choice in
    1)
        read -p "请输入第一个数: " num1
        read -p "请输入第二个数: " num2
        echo "结果: $(($num1 + $num2))"
        ;;
    2)
        read -p "请输入第一个数: " num1
        read -p "请输入第二个数: " num2
        echo "结果: $(($num1 $num2))"
        ;;
    3)
        read -p "请输入第一个数: " num1
        read -p "请输入第二个数: " num2
        echo "结果: $(($num1 * $num2))"
        ;;
    4)
        read -p "请输入第一个数: " num1
        read -p "请输入第二个数: " num2
        echo "结果: $(($num1 / $num2))"
        ;;
    *)
        echo "无效的选择，请重新运行脚本。"
        ;;
esac

场景2：配置文件解析

在解析配置文件时，可以使用case 语句根据配置项的名称执行不同的处理逻辑，解析一个简单的配置文件：

#!/bin/bash
config_file="config.txt"
while IFS= read -r line; do
    if [[ $line =~ ^# ]]; then
        # 跳过注释行
        continue
    fi
    key=$(echo $line | cut -d'=' -f1)
    value=$(echo $line | cut -d'=' -f2)
    case $key in
        username)
            echo "用户名: $value"
            ;;
        password)
            echo "密码: $value"
            ;;
        host)
            echo "主机: $value"
            ;;
        port)
            echo "端口: $value"
            ;;
        *)
            echo "未知的配置项: $key"
            ;;
    esac
done < "$config_file"

这个脚本会读取config.txt 文件中的每一行，根据键名执行不同的处理逻辑。

相关问答FAQs

Q1：如何在case 语句中忽略大小写？

A1：可以在进入case 语句之前将变量转换为小写或大写。

read -p "请输入一个字母: " letter
case ${letter,,} in # 将变量转换为小写
    a) echo "这是 A" ;;
    b) echo "这是 B" ;;
    *) echo "不是 A 或 B" ;;
esac

Q2：如何在case 语句中使用正则表达式进行匹配？

A2：Bash 的case 语句本身不支持正则表达式匹配，但可以通过结合[[ ... == ... ]] 运算符来实现。

read -p "请输入一个数字: " num
case $num in
    [0-9]) echo "这是一个数字" ;; # 匹配单个数字字符
    [[:digit:]]+) echo "这是一个多位数字" ;; # 匹配一个或多个数字字符
    *) echo "这不是一个数字" ;; # 其他情况
esac

注意，上述示例中的正则表达式匹配需要使用双中括号[[ ... ]]，而不是单中括号[...]。

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