while コマンド – 条件が真のときコマンドを繰り返す

Linuxでのwhile(bash)の使い方です。条件が真である間コマンドを繰り返すループの構文のひとつになります。

whileコマンドは例えば、ファイルをreadコマンドで一行ずつ読み込んで、処理するようなときに利用できます。

1 whileの構文
2 基本的なwhileのコマンド
3 breakコマンドとcontinueコマンド
4 readコマンドと組み合わせる
5 while文の展開されている内容を確認
6 参考

whileの構文

基本的なwhileの構文

while test-commands; do consequent-commands; done

1	while test-commands; do consequent-commands; done

基本的なwhileのコマンド

基本的なwhileコマンドの構文は以下のようになります。

while 条件のコマンド; do 繰り返すコマンド; done

1	while 条件のコマンド; do 繰り返すコマンド; done

条件について、シェルでは0のときに真に、それ以外の時が偽になります。つまり、条件のコマンドの返り値が0のとき、コマンドが繰り返し実行されます。

シェルスクリプトでは

while 条件
do
繰り返すコマンド
done

while 条件

繰り返すコマンド

done

や

while 条件; do
繰り返すコマンド
done

while 条件; do

繰り返すコマンド

done

のようによく記述されます。

breakコマンドとcontinueコマンド

ループを制御するコマンドとして、breakコマンドとcontinueコマンドがあります。

breakコマンドはループを抜け出したいときに利用できます。

break.sh

#!/bin/bash

declare -i i=0
while true; do
  echo "i: $i"

  if (($i >= 3)); then
    break
  fi
  i+=1
done

#!/bin/bash

declare -i i=0

while true; do

echo "i: $i"

if (($i >= 3)); then

break

i+=1

done

実行結果

$ ./break.sh 
i: 0
i: 1
i: 2
i: 3

$ ./break.sh

i: 0

i: 1

i: 2

i: 3

((...))は算術式を評価します。これはほとんどletコマンドと同じになります。((...))は最後に評価した式の値が0なら1(偽)を返し、それ以外なら0(真)を返します。

また、breakコマンドの引数に数値を取ることがその数値だけループを抜けることができます。

break2.sh

#!/bin/bash

declare -i i=0
declare -i j=0
while true; do
  while (( $j <= 3 )); do
    echo "i: $i j: $j"
    if (( $i == 2 )) && (( $j == 2 )); then
      break 2
    fi
    j+=1
  done
  i+=1
  j=0
done

#!/bin/bash

declare -i i=0

declare -i j=0

while true; do

while (( $j <= 3 )); do

echo "i: $i j: $j"

if (( $i == 2 )) && (( $j == 2 )); then

break 2

j+=1

done

i+=1

j=0

done

実行結果

$ ./break2.sh 
i: 0 j: 0
i: 0 j: 1
i: 0 j: 2
i: 0 j: 3
i: 1 j: 0
i: 1 j: 1
i: 1 j: 2
i: 1 j: 3
i: 2 j: 0
i: 2 j: 1
i: 2 j: 2

$ ./break2.sh

i: 0 j: 0

i: 0 j: 1

i: 0 j: 2

i: 0 j: 3

i: 1 j: 0

i: 1 j: 1

i: 1 j: 2

i: 1 j: 3

i: 2 j: 0

i: 2 j: 1

i: 2 j: 2

continueコマンドはcontinueコマンドが実行された時点で次のループに移行するコマンドになります。

continue.sh

#!/bin/bash

declare -i i=0
while (( $i < 10 )); do
  i+=1
  if (( $i % 2 == 0 )); then
    continue
  fi
  echo "i: $i"
done

#!/bin/bash

declare -i i=0

while (( $i < 10 )); do

i+=1

if (( $i % 2 == 0 )); then

continue

echo "i: $i"

done

実行結果

$ ./continue.sh 
i: 1
i: 3
i: 5
i: 7
i: 9

$ ./continue.sh

i: 1

i: 3

i: 5

i: 7

i: 9

また、continueコマンドも数値を引数に取ることができ、例えば、２重ループの場合に数値を指定することで最初のループから再開できます。

continue2.sh

#!/bin/bash

declare -i i=0
declare -i j=0
while (( $i < 10 )); do
  i+=1
  while true; do
    j+=1
    if (( $j % 2 == 0 )); then
      echo "continue 2; i: $i j: $j"
      continue 2
    fi
    if (( $i % 2 == 0 )); then
      echo "continue  ; i: $i j: $j"
      continue 
    fi
    echo "i: $i j: $j"
  done
done

#!/bin/bash

declare -i i=0

declare -i j=0

while (( $i < 10 )); do

i+=1

while true; do

j+=1

if (( $j % 2 == 0 )); then

echo "continue 2; i: $i j: $j"

continue 2

if (( $i % 2 == 0 )); then

echo "continue ; i: $i j: $j"

continue

echo "i: $i j: $j"

done

実行結果

$ ./continue2.sh 
i: 1 j: 1
continue 2; i: 1 j: 2
continue  ; i: 2 j: 3
continue 2; i: 2 j: 4
i: 3 j: 5
continue 2; i: 3 j: 6
continue  ; i: 4 j: 7
continue 2; i: 4 j: 8
i: 5 j: 9
continue 2; i: 5 j: 10
continue  ; i: 6 j: 11
continue 2; i: 6 j: 12
i: 7 j: 13
continue 2; i: 7 j: 14
continue  ; i: 8 j: 15
continue 2; i: 8 j: 16
i: 9 j: 17
continue 2; i: 9 j: 18
continue  ; i: 10 j: 19
continue 2; i: 10 j: 20

$ ./continue2.sh

i: 1 j: 1

continue 2; i: 1 j: 2

continue ; i: 2 j: 3

continue 2; i: 2 j: 4

i: 3 j: 5

continue 2; i: 3 j: 6

continue ; i: 4 j: 7

continue 2; i: 4 j: 8

i: 5 j: 9

continue 2; i: 5 j: 10

continue ; i: 6 j: 11

continue 2; i: 6 j: 12

i: 7 j: 13

continue 2; i: 7 j: 14

continue ; i: 8 j: 15

continue 2; i: 8 j: 16

i: 9 j: 17

continue 2; i: 9 j: 18

continue ; i: 10 j: 19

continue 2; i: 10 j: 20

readコマンドと組み合わせる

readコマンドは標準入力から一行ずつ読み込み、その行を変数に代入できるコマンドになります。

read - 標準入力から変数に代入する

readコマンドはユーザからの入力を変数に代入することができます。また、オプションによって、「>」のような文字を入力する前の文字列として追加し、ユーザに文字入力の要求を分かりやすくすることができます。

readコマンドはEOFを読み込むまで、基本的に終了ステータスは0のため、whileコマンドと組み合わせて利用し、行を読み込んで何か処理を行うのにとても便利な組み合わせです。

例えば、以下のスクリプトはeを含む行を表示する例になります。

read.sh

#!/bin/bash

pattern='.*e.*'
while read line; do
  if [[ $line =~ $pattern ]]; then
    echo $line
  fi
done

#!/bin/bash

pattern='.*e.*'

while read line; do

if [[ $line =~ $pattern ]]; then

echo $line

done

data.txt

apple
banana
melon
lemon

apple

banana

melon

lemon

実行結果

$ ./read.sh < data.txt 
apple
melon
lemon

$ ./read.sh < data.txt

apple

melon

lemon

while文の展開されている内容を確認

setコマンドのxオプションをwhile文の展開されている内容を確認することができます。

set -x

set -x

「set -x」を用いた場合、そのトレースされている内容はデフォルトでは'+'の文字列が最初についた行で表されます。これは変数PS4を設定することで変更できます。

実行例

$ set -x
$ i=0
+ i=0
$ while (($i<5)); do echo $i; let i+=1; done
+ (( 0<5 ))
+ echo 0
0
+ let i+=1
+ (( 1<5 ))
+ echo 1
1
+ let i+=1
+ (( 2<5 ))
+ echo 2
2
+ let i+=1
+ (( 3<5 ))
+ echo 3
3
+ let i+=1
+ (( 4<5 ))
+ echo 4
4
+ let i+=1
+ (( 5<5 ))

$ set -x

$ i=0

+ i=0

$ while (($i<5)); do echo $i; let i+=1; done

+ (( 0<5 ))

+ echo 0

+ let i+=1

+ (( 1<5 ))

+ echo 1

+ let i+=1

+ (( 2<5 ))

+ echo 2

+ let i+=1

+ (( 3<5 ))

+ echo 3

+ let i+=1

+ (( 4<5 ))

+ echo 4

+ let i+=1

+ (( 5<5 ))

setコマンドの機能をオフしたい場合は

set +x

set +x

を使用すれば、元に戻すことができます。

スクリプトに対して、トレースを行いたい場合はbashコマンドでxオプションをつけて実行しても良いかもしれません。

実行例

$ bash -x read.sh < data.txt
+ pattern='.*e.*'
+ read line
+ [[ apple =~ .*e.* ]]
+ echo apple
apple
+ read line
+ [[ banana =~ .*e.* ]]
+ read line
+ [[ melon =~ .*e.* ]]
+ echo melon
melon
+ read line
+ [[ lemon =~ .*e.* ]]
+ echo lemon
lemon
+ read line