Shell脚本中case语句的详细使用指南

case语句是Shell脚本中用于多条件分支选择的控制结构，类似于其他编程语言中的switch-case，但语法更具Shell特色。它特别适合处理基于单一变量的多种可能值的场景，比多层if-elif-else嵌套更清晰、高效。

一、基本语法结构

标准格式

case 变量 in
    模式1)
        # 模式1匹配时执行的命令
        ;;
    模式2|模式3)  # 支持多模式合并（用|分隔）
        # 模式2或模式3匹配时执行的命令
        ;;
    *)
        # 默认情况（类似switch中的default）
        ;;
esac

关键符号说明

case 和 esac 是固定关键字（esac 是 case 的反向拼写，表示结束）。
变量 是要匹配的目标（通常是用户输入、命令行参数等）。
模式 是匹配规则（支持通配符和正则片段）。
;; 表示当前分支的结束（类似其他语言中的break）。
| 用于合并多个模式（逻辑“或”关系）。

二、核心使用示例

示例1：基础匹配（菜单选择）

#!/bin/bash

echo "请选择操作:"
echo "1) 查看当前目录"
echo "2) 查看磁盘使用"
echo "3) 退出"

read -p "输入选项 (1-3): " choice

case $choice in
    1)
        ls -l
        ;;
    2)
        df -h
        ;;
    3)
        echo "退出脚本"
        ;;
    *)
        echo "无效选项，请重新输入！"
        ;;
esac

说明：用户输入数字后，case 根据 $choice 的值执行对应分支，* 是默认分支（匹配所有未匹配的情况）。

示例2：多模式合并（简写分支）

#!/bin/bash

read -p "输入文件类型 (txt/log/doc): " filetype

case $filetype in
    txt|log)      # 匹配txt或log
        echo "这是文本类文件，使用cat查看"
        ;;
    doc|docx)     # 匹配doc或docx
        echo "这是Word文档，建议用libreoffice打开"
        ;;
    *)
        echo "未知文件类型"
        ;;
esac

说明：通过 | 合并多个模式，减少重复分支（例如同时处理 .txt 和 .log 文件）。

示例3：处理命令行参数（$1）

#!/bin/bash

case $1 in
    start)
        echo "启动服务..."
        systemctl start nginx
        ;;
    stop)
        echo "停止服务..."
        systemctl stop nginx
        ;;
    restart)
        echo "重启服务..."
        systemctl restart nginx
        ;;
    status)
        echo "查看状态..."
        systemctl status nginx
        ;;
    *)
        echo "用法: $0 {start|stop|restart|status}"
        exit 1
        ;;
esac

典型场景：脚本通过命令行参数（如 ./script.sh start）控制不同操作，$1 是第一个参数。

示例4：匹配路径或复杂模式

#!/bin/bash

read -p "输入路径: " path

case $path in
    /home/*)      # 匹配以/home/开头的路径
        echo "这是用户家目录下的路径"
        ;;
    /etc/*.conf)  # 匹配/etc/下以.conf结尾的文件（注意：实际需用引号或转义）
        echo "这是配置文件"
        ;;
    *)
        echo "其他路径"
        ;;
esac

注意：若模式中包含特殊字符（如*、?），建议用引号包裹变量（如 case "$path" in），避免意外解析。

三、进阶技巧与注意事项

1. 通配符支持

*：匹配任意字符（包括空字符）。
?：匹配单个任意字符。
[abc]：匹配a、b或c中的任意一个字符。
[a-z]：匹配a到z范围内的任意一个字符。

示例：匹配数字或字母开头的输入

case $input in
    [0-9]*)     # 以数字开头
        echo "输入以数字开头"
        ;;
    [a-zA-Z]*)  # 以字母开头
        echo "输入以字母开头"
        ;;
esac

2. 变量引用规范

推荐始终用双引号包裹变量（避免空值或空格导致的语法错误）： case "$variable" in "value") # 命令 ;; esac
若变量可能为空，不加引号可能导致模式匹配异常（如 case $unset_var in 可能直接报错）。

3. 默认分支（*）的重要性

务必包含 *) 分支：处理未预期的输入，避免脚本因未匹配而静默执行错误逻辑。
示例中的 *) 通常用于提示用户输入错误或执行兜底操作。

4. 与if-elif-else的对比

场景	推荐结构	原因
单一变量的多值匹配	`case`	代码更简洁，可读性更高（尤其当分支超过3个时）
复杂条件（如范围比较）	`if-elif-else`	`case` 不支持直接比较数值范围（如 `if [ $num -gt 10 ]`）
模式匹配（通配符）	`case`	天然支持 `*`、`?` 等通配符，无需额外工具

何时用if替代：当需要判断数值范围（如 if [ $age -gt 18 ]）、文件是否存在（如 if [ -f file.txt ]）等非单纯值匹配时。

四、完整实战案例

案例：用户输入处理脚本

#!/bin/bash

echo "=== 系统工具菜单 ==="
echo "1) 查看IP地址"
echo "2) 查看内存使用"
echo "3) 查看磁盘空间"
echo "4) 退出"

read -p "请选择功能 (1-4): " option

case $option in
    1)
        echo "当前IP: $(hostname -I | awk '{print $1}')"
        ;;
    2)
        free -h | grep -E "Mem|Swap"
        ;;
    3)
        df -h | grep -v "tmpfs"
        ;;
    4)
        echo "再见！"
        exit 0
        ;;
    *)
        echo "错误：请输入1-4之间的数字！" >&2  # 错误信息输出到stderr
        exit 1
        ;;
esac

功能说明：根据用户输入调用不同系统命令，展示IP、内存或磁盘信息，体现了case在菜单类脚本中的典型应用。