حلقه ها

حلقه‌ها یکی از بنیادی‌ترین ابزارهای هر زبان اسکریپت‌نویسی هستند. در Bash، با چهار ساختار اصلی برای تکرار مواجه هستیم: for، while، until، و دو دستور کنترل جریان break و continue که به شما امکان مدیریت دقیق‌تری بر روند اجرای حلقه می‌دهند. در این درس، هر یک را با جزئیات کامل، مثال‌های عملی و نکات ظریف بررسی می‌کنیم.

حلقه‌ی for

حلقه‌ی for در Bash دو شکل سینتکسی کاملاً متفاوت دارد: سبک لیستی (برای iterating بر روی یک لیست از آیتم‌ها) و سبک C (برای شمارش و تکرار با شمارنده).

۱. سبک لیستی (List-style)

این شکل، آیتم‌های یک لیست را یکی‌یکی پیمایش می‌کند. لیست می‌تواند توسط فاصله (یا به‌طور دقیق‌تر، توسط IFS) از هم جدا شده باشد.

for variable in list; do
    commands
done

مثال‌های عملی:

#!/bin/bash

# پیمایش یک لیست ثابت
for fruit in سیب موز پرتقال; do
    echo "میوه: $fruit"
done

#!/bin/bash

# استفاده از brace expansion
for i in {1..5}; do
    echo "شماره: $i"
done

#!/bin/bash

# پیمایش خروجی یک دستور
for file in $(ls *.txt); do
    echo "پردازش فایل: $file"
    wc -l "$file"
done

#!/bin/bash

# پیمایش آرگومان‌های اسکریپت (استفاده از "$@")
for arg in "$@"; do
    echo "آرگومان دریافتی: $arg"
done

نکته‌ی امنیتی: در مثال $(ls *.txt)، اگر نام فایل‌ها شامل فاصله باشد، مشکل ایجاد می‌شود (تقسیم کلمه اتفاق می‌افتد). برای پیمایش امن فایل‌ها، از حلقه‌ی مستقیم روی wildcard استفاده کنید:

 

for file in *.txt; do
    echo "$file"
done

کپی

این روش، نام فایل‌های دارای فاصله را به‌درستی حفظ می‌کند.

۲. سبک C (C-style)

این شکل برای زمانی که به یک شمارنده‌ی عددی با شروع، شرط پایان و گام (step) نیاز دارید، ایده‌آل است.

for (( expr1; expr2; expr3 )); do
    commands
done

• expr1: مقداردهی اولیه (معمولاً i=0)

• expr2: شرط ادامه (تا زمانی که درست باشد، حلقه ادامه می‌یابد)

• expr3: عملیات انتهای هر تکرار (معمولاً i++ یا i+=2)

#!/bin/bash

# حلقه از ۱ تا ۱۰
for (( i=1; i<=10; i++ )); do
    echo "تکرار $i"
done

#!/bin/bash

# حلقه با گام ۲ (اعداد فرد)
for (( i=1; i<=10; i+=2 )); do
    echo "عدد فرد: $i"
done

#!/bin/bash

# حلقه نزولی
for (( i=10; i>=1; i-- )); do
    echo "شمارش معکوس: $i"
done

سبک C درون (( )) از متغیرها بدون علامت $ استفاده می‌کند (i=0 نه $i=0). این ویژگی آن را به‌شدت خواناتر می‌کند.

حلقه‌ی while

حلقه‌ی while تا زمانی که شرط آن درست (کد خروج 0) باشد، به اجرای بدنه ادامه می‌دهد.

while condition; do
    commands
done

مثال‌های عملی:

۱. شمارنده:

#!/bin/bash

counter=1
while [[ $counter -le 5 ]]; do
    echo "شمارنده: $counter"
    (( counter++ ))
done

۲. حلقه‌ی بینهایت (با true):

#!/bin/bash

while true; do
    read -p "یک دستور وارد کنید (یا 'exit' برای خروج): " cmd
    if [[ "$cmd" == "exit" ]]; then
        break
    fi
    eval "$cmd"
done

۳. خواندن فایل خط‌به‌خط (کاربرد بسیار رایج):

#!/bin/bash

# روش استاندارد و امن برای خواندن فایل‌ها
while IFS= read -r line; do
    echo "خط: $line"
done < "/etc/passwd"

• IFS= باعث می‌شود فضاهای ابتدا و انتهای خط حذف نشوند.

• -r از تفسیر بک‌اسلش‌ها جلوگیری می‌کند.

• < "/etc/passwd" ورودی حلقه را از فایل تأمین می‌کند (نه از stdin کاربر).

۴. خواندن خروجی یک دستور خط‌به‌خط (با process substitution):

#!/bin/bash

while IFS= read -r line; do
    echo "پردازش: $line"
done < <(ps aux | grep bash)

حلقه‌ی until

حلقه‌ی until دقیقاً برعکس while عمل می‌کند: تا زمانی که شرط آن نادرست (کد خروج غیرصفر) باشد، به اجرا ادامه می‌دهد. به محض درست‌شدن شرط، حلقه خاتمه می‌یابد.

until condition; do
    commands
done

مثال‌های عملی:

۱. شمارنده (معکوس while):

#!/bin/bash

counter=1
until [[ $counter -gt 5 ]]; do
    echo "شمارنده: $counter"
    (( counter++ ))
done

(توجه کنید که شرط خاتمه، -gt 5 است؛ یعنی تا زمانی که شمارنده از ۵ بزرگتر نشده، اجرا کن.)

۲. انتظار برای برقراری شرط (مثلاً منتظر بودن برای ایجاد یک فایل):

#!/bin/bash

# تا زمانی که فایل lock.txt وجود ندارد، صبر کن
until [[ -f "/tmp/lock.txt" ]]; do
    echo "منتظر ایجاد فایل lock.txt..."
    sleep 2
done

echo "فایل lock.txt ایجاد شد. ادامه‌ی اسکریپت..."

۳. انتظار برای پاسخ از یک سرویس (چک کردن پورت):

#!/bin/bash

until nc -z localhost 8080; do
    echo "منتظر شروع سرویس روی پورت 8080..."
    sleep 1
done

echo "سرویس آماده است!"

دستورات break و continue

این دو دستور، کنترل جریان اجرای حلقه را در اختیار شما قرار می‌دهند.

break — خروج از حلقه

دستور break باعث خروج فوری از حلقه‌ای می‌شود که درون آن قرار دارد. اگر حلقه‌ها تو در تو باشند، می‌توان با break N از N سطح حلقه خارج شد.

#!/bin/bash

# خروج از حلقه در صورت بروز شرط خاص
for i in {1..10}; do
    if [[ $i -eq 5 ]]; then
        echo "رسیدیم به ۵، خروج!"
        break
    fi
    echo "عدد: $i"
done
# خروجی: 1,2,3,4, "رسیدیم به ۵، خروج!"

خروج از حلقه‌های تو در تو:

#!/bin/bash

# حلقه‌ی تو در تو با break 2
for i in {1..3}; do
    for j in {1..3}; do
        if [[ $i -eq 2 && $j -eq 2 ]]; then
            echo "خروج از هر دو حلقه!"
            break 2   # خروج از حلقه‌ی i و j
        fi
        echo "i=$i, j=$j"
    done
done
# خروجی: (1,1) (1,2) (1,3) (2,1) و سپس "خروج از هر دو حلقه!" و پایان کار

اگر break بدون عدد داده شود، معادل break 1 است و فقط از یک سطح خارج می‌شود.

continue — پرش به تکرار بعدی

دستور continue اجرای دستورات باقی‌مانده در بدنه‌ی حلقه را برای تکرار جاری متوقف کرده و به تکرار بعدی (آزمون شرط حلقه) می‌پرد.

#!/bin/bash

# چاپ اعداد فرد (پرش از اعداد زوج)
for i in {1..10}; do
    if (( i % 2 == 0 )); then
        continue
    fi
    echo "عدد فرد: $i"
done
# خروجی: 1,3,5,7,9

استفاده در حلقه‌های تو در تو:

continue N باعث می‌شود که N-امین حلقه‌ی بیرونی، تکرار بعدی خود را آغاز کند (دستورات باقی‌مانده در آن سطح و تمام حلقه‌های داخلی‌تر نادیده گرفته می‌شوند).

#!/bin/bash

for i in {1..3}; do
    echo "حلقه بیرونی i=$i"
    for j in {1..3}; do
        if [[ $j -eq 2 ]]; then
            continue 2  # به تکرار بعدی i می‌پرد
        fi
        echo "   داخلی j=$j"
    done
done

جمع‌بندی مقایسه‌ای

نکات پیشرفته و تله‌های رایج

تله‌ی ۱: تغییر IFS در حلقه‌ها
اگر در حلقه‌ی for در حال پیمایش یک رشته با جداکننده‌ی خاص هستید، تغییر IFS می‌تواند مفید باشد. اما فراموش نکنید که IFS را به حالت اولیه برگردانید تا سایر بخش‌های اسکریپت تحت تأثیر قرار نگیرند.

 

OLD_IFS="$IFS"
IFS=":"
for field in $(cat /etc/passwd); do
    echo "$field"
done
IFS="$OLD_IFS"

کپی

تله‌ی ۲: حلقه‌های while درون پایپ (pipe)
وقتی خروجی یک دستور را به while پایپ می‌کنید (command | while read line; do ...)، بدنه‌ی حلقه در یک زیر-شل (subshell) اجرا می‌شود. این یعنی تغییرات متغیرها در بدنه‌ی حلقه، پس از اتمام حلقه، در شل اصلی دیده نمی‌شوند.

 

# مشکل‌دار
count=0
cat file.txt | while read line; do
    (( count++ ))
done
echo "تعداد خطوط: $count"  # خروجی: 0 (چون count در subshell تغییر کرده)

# راه‌حل: استفاده از redirection به‌جای pipe
count=0
while read line; do
    (( count++ ))
done < file.txt
echo "تعداد خطوط: $count"  # خروجی درست

کپی

تله‌ی ۳: حلقه‌های بینهایت ناخواسته
اگر در حلقه‌ی while یا until شرطی بنویسید که هرگز تغییر نمی‌کند، اسکریپت قفل می‌شود. برای مثال:

 

x=5
while [[ $x -gt 0 ]]; do
    echo "x=$x"
    # فراموش کردن decrement
done

کپی

همیشه مطمئن شوید که شرط حلقه در بدنه تغییر می‌کند یا از break برای خروج استفاده می‌کنید.

نکته‌ی حرفه‌ای: read -t در حلقه‌ها
در اسکریپت‌های تعاملی که منتظر ورودی کاربر هستند، می‌توان از read -t با while برای ایجاد تایم‌اوت استفاده کرد:

 

while true; do
    if read -t 5 -p "ورودی را وارد کنید (۵ ثانیه فرصت): " input; then
        echo "دریافت شد: $input"
    else
        echo "زمان تمام شد!"
        break
    fi
done

کپی