03_SHELL编程之嵌套循环+随机数及综合案例

2021-09-23 16:18:41

###课程目标

==掌握for循环语句的基本语法结构==
==掌握while和until循环语句的基本语法结构==
能会使用RANDOM产生随机数
理解嵌套循环

一、随机数

bash默认有一个$RANDOM的变量     默认是0~32767。使用set |grep RANDOM   查看上一次产生的随机数
echo $RANDOM

产生0~1之间的随机数
echo $[$RANDOM%2]

产生0~2之间的随机数
echo $[$RANDOM%3]

产生0~3之间的随机数
echo $[$RANDOM%4]
。。。。
产生0~9内的随机数
echo $[$RANDOM%10]

产生0~100内的随机数
echo $[$RANDOM%101]

产生50-100之内的随机数
echo $[$RANDOM%51+50]

产生三位数的随机数
echo $[$RANDOM%900+100]

实战案例1

写一个脚本，产生一个phonenum.txt文件，随机产生以139开头的手机号1000个，每个一行。

分析：
1. 产生1000个电话号码，脚本需要循环1000次
2. 139+8位,后8位随机产生，可以让每一位数字都随机产生，$[RANDOM%10] 0-9
3. 将随机产生的数字分别保存到变量里，然后加上139保存到文件里

#!/bin/bash
# random phonenum
# 循环1000次产生电话号码并保存到文件
for i in {1..1000}
do
    n1=$[RANDOM%10]
    n2=$[RANDOM%10]
    n3=$[RANDOM%10]
    n4=$[RANDOM%10]
    n5=$[RANDOM%10]
    n6=$[RANDOM%10]
    n7=$[RANDOM%10]
    n8=$[RANDOM%10]
    echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" >> phonenum.txt
done

#!/bin/bash
# random phonenum
# 循环1000次产生电话号码
for ((i=1;i<=1000;i++))
do
    n1=$[$RANDOM%10]
    n2=$[$RANDOM%10]
    n3=$[$RANDOM%10]
    n4=$[$RANDOM%10]
    n5=$[$RANDOM%10]
    n6=$[$RANDOM%10]
    n7=$[$RANDOM%10]
    n8=$[$RANDOM%10]
    echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" >> phonenum.txt
done

#!/bin/bash
i=1
while [ $i -le 1000 ]
do
    n1=$[$RANDOM%10]
    n2=$[$RANDOM%10]
    n3=$[$RANDOM%10]
    n4=$[$RANDOM%10]
    n5=$[$RANDOM%10]
    n6=$[$RANDOM%10]
    n7=$[$RANDOM%10]
    n8=$[$RANDOM%10]
    echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" >> phonenum.txt
    let i++
done

continue:继续，跳过本次循环，执行下一次循环
break:打断，执行循环体外的代码do..done外
exit:退出程序

#!/bin/bash
for i in {1..1000}
do
    n1=$[$RANDOM%10]
    n2=$[$RANDOM%10]
    n3=$[$RANDOM%10]
    n4=$[$RANDOM%10]
    n5=$[$RANDOM%10]
    n6=$[$RANDOM%10]
    n7=$[$RANDOM%10]
    n8=$[$RANDOM%10]
    echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" >> phonenum.txt
done

#!/bin/bash
#create phone num file
for ((i=1;i<=1000;i++))
do
    n1=$[$RANDOM%10]
    n2=$[$RANDOM%10]
    n3=$[$RANDOM%10]
    n4=$[$RANDOM%10]
    n5=$[$RANDOM%10]
    n6=$[$RANDOM%10]
    n7=$[$RANDOM%10]
    n8=$[$RANDOM%10]
    echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" |tee -a phonenum.txt
done

#!/bin/bash
count=0
while true
do
    n1=$[$RANDOM%10]
    n2=$[$RANDOM%10]
    n3=$[$RANDOM%10]
    n4=$[$RANDOM%10]
    n5=$[$RANDOM%10]
    n6=$[$RANDOM%10]
    n7=$[$RANDOM%10]
    n8=$[$RANDOM%10]
    echo "139$n1$n2$n3$n4$n5$n6$n7$n8" |tee -a phonenum.txt && let count++
    if [ $count -eq 1000 ];then
        break
    fi
done

在上面的1000个手机号里抽奖5个幸运观众，显示出这5个幸运观众。但只显示头3个数和尾号的4个数，中间的都用*代替

思路：

确定幸运观众所在的行随机生成 RANDOM $[RANDOM%1000+1]
将电话号码提取出来 head 和 tail
显示前3个和后4个数到屏幕最后将电话号码输出到屏幕 echo ${电话号码部分}

#!/bin/bash
#定义变量
phone=/shell04/phonenum.txt
for ((i=1;i<=5;i++))
do
    #定位幸运观众所在行号
    line=`wc -l $phone |cut -d‘ ‘ -f1`
    luck_line=$[RANDOM%$line+1]
    #取出幸运观众所在行的电话号码
    luck_num=`head -$luck_line $phone|tail -1`
    #显示到屏幕
    echo "139****${luck_num:7:4}"
    echo $luck_num >> luck.txt
    #删除已经被抽取的幸运观众号码
    sed -i "/$luck_num/d" $phone
done

#!/bin/bash
file=/shell04/phonenum.txt
for i in {1..5}
do
    file_num=`wc -l $file |cut -d‘ ‘ -f1`
    line=`echo $[$RANDOM%$file_num+1]`
    luck=`head -n $line  $file|tail -1`
    echo "139****${luck:7:4}" && echo $luck >> /shell04/luck_num.txt
done

#!/bin/bash
for ((i=1;i<=5;i++))
do
file=phonenum.txt
line=`cat phonenum.txt |wc -l`  1000
luckline=$[$RANDOM%$line+1]
phone=`cat $file|head -$luckline|tail -1`
echo "幸运观众为:139****${phone:7:4}"
done

或者
#!/bin/bash
# choujiang
phone=phonenum.txt
for ((i=1;i<=5;i++))
do
    num=`wc -l phonenum.txt |cut -d‘ ‘ -f1`
    line=`echo $[$RANDOM%$num+1]`
    luck=`head -$line $phone |tail -1`
    sed -i "/$luck/d" $phone
    echo "幸运观众是:139****${luck:7:4}"
done

批量创建5个用户，每个用户的密码为一个随机数

思路：

循环5次创建用户
产生一个密码文件来保存用户的随机密码
从密码文件中取出随机密码赋值给用户

#!/bin/bash
#crate user and set passwd
#产生一个保存用户名和密码的文件
echo user0{1..3}:itcast$[$RANDOM%9000+1000]#@~|tr ‘ ‘ ‘\n‘>> user_pass.file
#循环创建5个用户
for ((i=1;i<=5;i++))
do
    user=`head -$i user_pass.file|tail -1|cut -d: -f1`
    pass=`head -$i user_pass.file|tail -1|cut -d: -f2`
    useradd $user
    echo $pass|passwd --stdin $user
done

或者
for i in `cat user_pass.file`
do
    user=`echo $i|cut -d: -f1`
    pass=`echo $i|cut -d: -f2`
    useradd $user
    echo $pass|passwd --stdin $user
done

#!/bin/bash
#crate user and set passwd
#产生一个保存用户名和密码的文件
echo user0{1..3}:itcast$[$RANDOM%9000+1000]#@~|tr ‘ ‘ ‘\n‘|tr ‘:‘ ‘ ‘ >> user_pass.file
#循环创建5个用户
while read user pass
do
useradd $user
echo $pass|passwd --stdin $user
done < user_pass.file

pwgen工具产生随机密码：
[root@server shell04]# pwgen -cn1 12
Meep5ob1aesa
[root@server shell04]# echo user0{1..3}:$(pwgen -cn1 12)
user01:Bahqu9haipho user02:Feiphoh7moo4 user03:eilahj5eth2R
[root@server shell04]# echo user0{1..3}:$(pwgen -cn1 12)|tr ‘ ‘ ‘\n‘
user01:eiwaShuZo5hi
user02:eiDeih7aim9k
user03:aeBahwien8co

二、嵌套循环

一个==循环体==内又包含另一个完整的循环结构，称为循环的嵌套。在外部循环的每次执行过程中都会触发内部循环，直至内部完成一次循环，才接着执行下一次的外部循环。for循环、while循环和until循环可以相互嵌套。

demo1：打印如下图案

1
12
123
1234
12345

X轴：
for ((i=1;i<=5;i++));do echo -n $i;done
Y轴：
负责打印换行

#!/bin/bash
for ((y=1;y<=5;y++))
do
    for ((x=1;x<=$y;x++))
    do
        echo -n $x
    done
echo
done

#!/bin/bash
for ((y=1;y<=5;y++))
do
    x=1
    while [ $x -le $y ]
        do
        echo -n $x
        let x++
        done
echo
done

demo2：打印如下图案

5
54
543
5432
54321

Y轴：打印换行
X轴：打印数字 5-1

#!/bin/bash
y=5
while (( $y >= 1 ))
do
    for ((x=5;x>=$y;x--))
    do
        echo -n $x
    done
echo
let y--
done

#!/bin/bash
for (( y=5;y>=1;y--))
do
    for (( x=5;x>=$y;x--))
    do
    echo -n $x
    done
echo
done

#!/bin/bash
y=5
while [ $y -ge 1 ]
do
    for ((x=5;x>=$y;x--))
    do
    echo -n $x
    done
echo
let y--
done

#!/bin/bash
y=1
until (( $y >5 ))
do
    x=1
    while (( $x <= $y ))
    do
    echo -n $[6-$x]
    let x++
    done    
echo
let y++
done

课后打印：
54321
5432
543
54
5

课堂练习：打印九九乘法表（三种方法）

1
12
123
1234
12345

for ((y=1;y<=5;y++))
do
    for ((x=1;x<=$y;x++))
        do
        echo -n $x
        done
echo
done

1*1=1

1*2=2   2*2=4

1*3=3   2*3=6   3*3=9

1*4=4   2*4=8   3*4=12  4*4=16

1*5=5   2*5=10  3*5=15  4*5=20  5*5=25

1*6=6   2*6=12  3*6=18  4*6=24  5*6=30  6*6=36

1*7=7   2*7=14  3*7=21  4*7=28  5*7=35  6*7=42  7*7=49

1*8=8   2*8=16  3*8=24  4*8=32  5*8=40  6*8=48  7*8=56  8*8=64

1*9=9   2*9=18  3*9=27  4*9=36  5*9=45  6*9=54  7*9=63  8*9=72  9*9=81

Y轴：循环9次，打印9行空行
X轴：循环次数和Y轴相关；打印的是X和Y轴乘积 $[] $(())

#!/bin/bash
for ((y=1;y<=9;y++))
do
    for ((x=1;x<=$y;x++))
    do
        echo -ne "$x*$y=$[$x*$y]\t"
    done
echo
echo
done

#!/bin/bash
y=1
while [ $y -le 9 ]
do
        x=1
        while [ $x -le $y ]
        do
                echo -ne "$x*$y=$[$x*$y]\t"
                let x++
        done
echo
echo
let y++
done

或者
#!/bin/bash
for i in `seq 9`
do
    for j in `seq $i`
    do
        echo -ne  "$j*$i=$[$i*$j]\t"
    done
echo
echo
done
或者
#!/bin/bash
y=1
until [ $y -gt 9 ]
do
        x=1
        until [ $x -gt $y ]
        do
                echo -ne "$x*$y=$[ $x*$y ]\t"
                let x++
        done
echo
echo
let y++
done

三、阶段性总结

1. 变量定义

普通变量定义：
变量名=值       shell变量默认可以赋予任何类型
$变量名        ${变量名}      ${变量名:从第几个字符开始:截取几个字符}
unset 变量名

交互式：
read 变量名
-p
-t
-s
-n

数组定义：
array=(var1 var2 var3 ...)
array[0]=var1
array[1]=var2
array[2]=var3
普通数组：数组的索引是整数

定义关联数组
关联数组：索引是字符串

获取数组里的元素：
${array[*]}
${array[2]}
${array[@]:1:2}
${!array[@]}        获取数组的索引号（下标）
${#array[@]}        获取数组索引号的个数

定义有类型的变量：
declare
-i
-x
-a
-A

2. 循环语句

for:
列表循环、非列表循环、类C风格         循环次数已知
while：
条件为真，进入循环，条件为假，退出循环 循环次数跟条件有关
until：
条件为假，进入循环，条件为真，退出循环 循环次数跟条件有关

3. 影响shell程序的内置命令

exit            退出整个程序
break          结束当前循环，或跳出本层循环
continue    忽略本次循环剩余的代码，直接进行下一次循环
shift           使位置参数向左移动，默认移动1位，可以使用shift 2

以下脚本都能够实现用户自定义输入数字，然后脚本计算和：
[root@MissHou shell04]# cat shift.sh 
#!/bin/bash
sum=0
while [ $# -ne 0 ]
do
let sum=$sum+$1
shift
done
echo sum=$sum

[root@MissHou shell04]# cat for3.sh 
#!/bin/bash
sum=0
for i
do
let sum=$sum+$i
done
echo sum=$sum

:
true
false

4. 补充扩展expect

expect 自动应答 tcl语言

需求1：A远程登录到server上什么都不做

#!/usr/bin/expect
# 开启一个程序
spawn ssh root@10.1.1.1
# 捕获相关内容
expect {
        "(yes/no)?" { send "yes\r";exp_continue }
        "password:" { send "123456\r" }
}
interact   //交互

脚本执行方式：
# ./expect1.sh
# /shell04/expect1.sh
# expect -f expect1.sh

1）定义变量
#!/usr/bin/expect
set ip 10.1.1.2
set pass 123456
set timeout 5
spawn ssh root@$ip
expect {
    "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
    "password:" { send "$pass\r" }
}
interact

2）使用位置参数
#!/usr/bin/expect
set ip [ lindex $argv 0 ]
set pass [ lindex $argv 1 ]
set timeout 5
spawn ssh root@$ip
expect {
    "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
    "password:" { send "$pass\r" }
}
interact

需求2：A远程登录到server上操作

#!/usr/bin/expect
set ip 10.1.1.1
set pass 123456
set timeout 5
spawn ssh root@$ip
expect {
    "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
    "password:" { send "$pass\r" }
}

expect "#"
send "rm -rf /tmp/*\r"
send "touch /tmp/file{1..3}\r"
send "date\r"
send "exit\r"
expect eof

需求3：shell脚本和expect结合使用，在多台服务器上创建1个用户

[root@server shell04]# cat ip.txt 
10.1.1.1 123456
10.1.1.2 123456

1. 循环
2. 登录远程主机——>ssh——>从ip.txt文件里获取IP和密码分别赋值给两个变量
3. 使用expect程序来解决交互问题

#!/bin/bash
# 循环在指定的服务器上创建用户和文件
while read ip pass
do
    /usr/bin/expect <<-END &>/dev/null
    spawn ssh root@$ip
    expect {
    "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
    "password:" { send "$pass\r" }
    }
    expect "#" { send "useradd yy1;rm -rf /tmp/*;exit\r" }
    expect eof
    END
done < ip.txt

#!/bin/bash
cat ip.txt|while read ip pass
do
        {

        /usr/bin/expect <<-HOU
        spawn ssh root@$ip
        expect {
                "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
                "password:" { send "$pass\r" }
        }
        expect "#"
        send "hostname\r"
        send "exit\r"
        expect eof
        HOU

        }&
done
wait
echo "user is ok...."

或者
#!/bin/bash
while read ip pass
do
        {

        /usr/bin/expect <<-HOU
        spawn ssh root@$ip
        expect {
                "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
                "password:" { send "$pass\r" }
        }
        expect "#"
        send "hostname\r"
        send "exit\r"
        expect eof
        HOU

        }&
done<ip.txt
wait
echo "user is ok...."

四、综合案例

实战案例2

写一个脚本，将跳板机上yunwei用户的公钥推送到局域网内可以ping通的所有机器上

说明：主机和密码文件已经提供

10.1.1.1:123456

10.1.1.2:123456

案例分析

关闭防火墙和selinux
判断ssh服务是否开启（默认ok）
==循环判断给定密码文件里的哪些IP是可以ping通== ip pass
==判断IP是否可以ping通——>$?—>流程控制语句==
==密码文件里获取主机的IP和密码保存变量== ip pass
==判断公钥是否存在—>不存在创建它==
==ssh-copy-id 将跳板机上的yunwei用户的公钥推送到远程主机—>expect解决交互==
==将ping通的主机IP单独保存到一个文件==
==测试验证==

代码拆分

1.判断yunwei用户的公钥是否存在
[ ! -f /hoem/yunwei/.ssh/id_rsa ] && ssh-keygen -P ‘‘ -f ./id_rsa

2.获取IP并且判断是否可以ping通
1)主机密码文件ip.txt
    10.1.1.1:123456
   10.1.1.2:123456
2) 循环判断主机是否ping通
    tr ‘:‘ ‘ ‘ < ip.txt|while read ip pass
    do
        ping -c1 $ip &>/dev/null
      if [ $? -eq 0 ];then
        推送公钥
      fi
    done

3.非交互式推送公钥
/usr/bin/expect <<-END &>/dev/null
        spawn ssh-copy-id root@$ip
        expect {
                "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
                "password:" { send "$pass\r" }
        }
        expect eof
    END

最终实现

环境准备：
jumper-server   有yunwei用户

yunwei用户sudo授权：
visudo
## Allow root to run any commands anywhere
root    ALL=(ALL)       ALL
yunwei  ALL=(root)      NOPASSWD:ALL,!/sbin/shutdown,!/sbin/init,!/bin/rm -rf /

解释说明：
1）第一个字段yunwei指定的是用户：可以是用户名，也可以是别名。每个用户设置一行，多个用户设置多行，也可以将多个用户设置成一个别名后再进行设置。
2）第二个字段ALL指定的是用户所在的主机：可以是ip,也可以是主机名，表示该sudo设置只在该主机上生效，ALL表示在所有主机上都生效！限制的一般都是本机，也就是限制使用这个文件的主机;一般都指定为"ALL"表示所有的主机，不管文件拷到那里都可以用。比如：10.1.1.1=...则表示只在当前主机生效。
3）第三个字段（root）括号里指定的也是用户：指定以什么用户身份执行sudo，即使用sudo后可以享有所有root账号下的权限。如果要排除个别用户，可以在括号内设置，比如ALL=(ALL,!oracle,!pos)。
4）第四个字段ALL指定的是执行的命令：即使用sudo后可以执行所有的命令。除了关机和删除根内容以外；也可以设置别名。NOPASSWD: ALL表示使用sudo的不需要输入密码。
5）也可以授权给一个用户组
    %admin ALL=(ALL) ALL    表示admin组里的所有成员可以在任何主机上以任何用户身份执行任何命令

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
脚本实现：
#!/bin/bash
#判断公钥是否存在
[ ! -f /home/yunwei/.ssh/id_rsa ] && ssh-keygen -P ‘‘ -f ~/.ssh/id_rsa

#循环判断主机是否ping通，如果ping通推送公钥
tr ‘:‘ ‘ ‘ < /shell04/ip.txt|while read ip pass
do
{
        ping -c1 $ip &>/dev/null
        if [ $? -eq 0 ];then
        echo $ip >> ~/ip_up.txt
        /usr/bin/expect <<-END &>/dev/null
         spawn ssh-copy-id root@$ip
         expect {
                "yes/no" { send "yes\r";exp_continue }
                "password:" { send "$pass\r" }
                }
        expect eof
        END
        fi
}&
done
wait
echo "公钥已经推送完毕，正在测试...."
#测试验证
remote_ip=`tail -1 ~/ip_up.txt`
ssh root@$remote_ip hostname &>/dev/null
test $? -eq 0 && echo "公钥成功推送完毕"

实战案例3

写一个脚本，统计web服务的不同==连接状态==个数


#!/bin/bash
#count_http_80_state
#统计每个状态的个数
declare -A array1
states=`ss -ant|grep 80|cut -d‘ ‘ -f1`
for i in $states
do
        let array1[$i]++
done
#通过遍历数组里的索引和元素打印出来
for j in ${!array1[@]}
do
        echo $j:${array1[$j]}
done

五、课后作业

1、将/etc/passwd里的用户名分类，分为管理员用户，系统用户，普通用户。
2、写一个倒计时脚本，要求显示离2019年1月1日（元旦）的凌晨0点，还有多少天，多少时，多少分，多少秒。
3、写一个脚本把一个目录内的所有==空文件==都删除，最后输出删除的文件的个数。