Linux 平台下 Python 脚本编程入门（二）

在“Linux 平台下 Python 脚本编程入门” 系列之前的文章里，我们向你介绍了 Python 的简介，它的命令行 shell 和 IDLE(LCTT 译注：python 自带的一个 IDE)。我们也演示了如何进行算术运算、如何在变量中存储值、还有如何打印那些值到屏幕上。最后，我们通过一个练习示例讲解了面向对象编程中方法和属性概念。

本篇中，我们会讨论控制流(根据用户输入的信息、计算的结果，或者一个变量的当前值选择不同的动作行为)和循环(自动重复执行任务)，接着应用我们目前所学东西来编写一个简单的 shell 脚本，这个脚本会显示操作系统类型、主机名、内核版本、版本号和机器硬件架构。

这个例子尽管很基础，但是会帮助我们证明，比起使用一般的 bash 工具，我们通过发挥 Python 面向对象的特性来编写 shell 脚本会更简单些。

换句话说，我们想从这里出发：

1. # uname -snrvm 

检查 Linux 的主机名

到

或者

用脚本检查 Linux 系统信息

看着不错，不是吗?那我们就挽起袖子，开干吧。

Python 中的控制流

如我们刚说那样，控制流允许我们根据一个给定的条件，选择不同的输出结果。在 Python 中最简单的实现就是一个 if/else 语句。

基本语法是这样的：

1. if 条件: 
2.     # 动作 1 
3. else: 
4.     # 动作 2 

当“条件”求值为真(true)，下面的代码块就会被执行(# 动作 1代表的部分)。否则，else 下面的代码就会运行。 “条件”可以是任何表达式，只要可以求得值为真或者假。

举个例子：

1. 1 < 3 # 真
2. firstName == "Gabriel" # 对 firstName 为 Gabriel 的人是真，对其他不叫 Gabriel 的人为假

• 在第一个例子中，我们比较了两个值，判断 1 是否小于 3。
• 在第二个例子中，我们比较了 firstName(一个变量)与字符串 “Gabriel”，看在当前执行的位置，firstName 的值是否等于该字符串。
• 条件和 else 表达式都必须跟着一个冒号(:)。
• 缩进在 Python 中非常重要。同样缩进下的行被认为是相同的代码块。

请注意，if/else 表达式只是 Python 中许多控制流工具的一个而已。我们先在这里了解以下，后面会用在我们的脚本中。你可以在官方文档中学到更多工具。

Python 中的循环

简单来说，一个循环就是一组指令或者表达式序列，可以按顺序一直执行，只要条件为真，或者对列表里每个项目执行一一次。

Python 中最简单的循环，就是用 for 循环迭代一个给定列表的元素，或者对一个字符串从第一个字符开始到执行到最后一个字符结束。

基本语句：

1. for x in example: 
2.     # do this 

这里的 example 可以是一个列表或者一个字符串。如果是列表，变量 x 就代表列表中每个元素;如果是字符串，x 就代表字符串中每个字符。

1. >>> rockBands = [] 
2. >>> rockBands.append("Roxette") 
3. >>> rockBands.append("Guns N' Roses") 
4. >>> rockBands.append("U2") 
5. >>> for x in rockBands: 
6.         print(x) 
7. 或 
8. >>> firstName = "Gabriel" 
9. >>> for x in firstName: 
10.         print(x) 

上面例子的输出如下图所示：

学习 Python 中的循环

Python 模块

很明显，必须有个办法将一系列的 Python 指令和表达式保存到文件里，然后在需要的时候取出来。

准确来说模块就是这样的。比如，os 模块提供了一个到操作系统的底层的接口，可以允许我们做许多通常在命令行下执行的操作。

没错，os 模块包含了许多可以用来调用的方法和属性，就如我们之前文章里讲解的那样。不过，我们需要使用 import 关键词导入(或者叫包含)模块到运行环境里来：

1. >>> import os 

我们来打印出当前的工作目录：

1. >>> os.getcwd() 

学习 Python 模块

现在，让我们把这些结合在一起(包括之前文章里讨论的概念)，编写需要的脚本。

Python 脚本

以一段声明文字开始一个脚本是个不错的想法，它可以表明脚本的目的、发布所依据的许可证，以及一个列出做出的修改的修订历史。尽管这主要是个人喜好，但这会让我们的工作看起来比较专业。

这里有个脚本，可以输出这篇文章最前面展示的那样。脚本做了大量的注释，可以让大家可以理解发生了什么。

在进行下一步之前，花点时间来理解它。注意，我们是如何使用一个 if/else 结构，判断每个字段标题的长度是否比字段本身的值还大。

基于比较结果，我们用空字符去填充一个字段标题和下一个之间的空格。同时，我们使用一定数量的短线作为字段标题与其值之间的分割符。

1. #!/usr/bin/python3 
2. # 如果你没有安装 Python 3 ，那么修改这一行为 #!/usr/bin/python 
3. # Script name: uname.py 
4. # Purpose: Illustrate Python OOP capabilities to write shell scripts more easily 
5. # License: GPL v3 (http://www.gnu.org/licenses/gpl.html) 
6. # Copyright (C) 2016 Gabriel Alejandro Cánepa 
7. # Facebook / Skype / G+ / Twitter / Github: gacanepa 
8. # Email: gacanepa (at) gmail (dot) com 
9. # This program is free software: you can redistribute it and/or modify 
10. # it under the terms of the GNU General Public License as published by 
11. # the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or 
12. # (at your option) any later version. 
13. # This program is distributed in the hope that it will be useful, 
14. # but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of 
15. # MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the 
16. # GNU General Public License for more details. 
17. # You should have received a copy of the GNU General Public License 
18. # along with this program.  If not, see . 
19. # REVISION HISTORY 
20. # DATE        VERSION AUTHOR         CHANGE DESCRIPTION 
21. # ---------- ------- -------------- 
22. # 2016-05-28 1.0     Gabriel Cánepa    Initial version 
23. ### 导入 os 模块 
24. import os 
25. ### 将 os.uname() 的输出赋值给 systemInfo 变量 
26. ### os.uname() 会返回五个字符串元组（sysname, nodename, release, version, machine） 
27. ### 参见文档：https://docs.python.org/3.2/library/os.html#module-os 
28. systemInfo = os.uname() 
29. ### 这是一个固定的数组，用于描述脚本输出的字段标题 
30. headers = ["Operating system","Hostname","Release","Version","Machine"] 
31. ### 初始化索引值，用于定义每一步迭代中 
32. ### systemInfo 和字段标题的索引 
33. index = 0 
34. ### 字段标题变量的初始值 
35. caption = "" 
36. ### 值变量的初始值 
37. values = "" 
38. ### 分隔线变量的初始值 
39. separators = "" 
40. ### 开始循环 
41. for item in systemInfo: 
42.     if len(item) < len(headers[index]): 
43.      ### 一个包含横线的字符串，横线长度等于item[index] 或 headers[index] 
44.      ### 要重复一个字符，用引号圈起来并用星号（*）乘以所需的重复次数  
45.      separators = separators + "-" * len(headers[index]) + " " 
46.      caption = caption + headers[index] + " " 
47.      values = values + systemInfo[index] + " " * (len(headers[index]) - len(item)) + " " 
48.     else: 
49.      separators = separators + "-" * len(item) + " " 
50.      caption =  caption + headers[index] + " " * (len(item) - len(headers[index]) + 1) 
51.      values = values + item + " " 
52.     ### 索引加 1 
53.     index = index + 1 
54. ### 终止循环 
55. ### 输出转换为大写的变量（字段标题）名 
56. print(caption.upper()) 
57. ### 输出分隔线 
58. print(separators) 
59. # 输出值（systemInfo 中的项目） 
60. print(values) 
61. ### 步骤： 
62. ### 1) 保持该脚本为 uname.py （或任何你想要的名字） 
63. ### 并通过如下命令给其执行权限： 
64. ### chmod +x uname.py 
65. ### 2) 执行它； 
66. ### ./uname.py 

如果你已经按照上述描述将上面的脚本保存到一个文件里，并给文件增加了执行权限，那么运行它：

1. # chmod +x uname.py 
2. # ./uname.py 

如果试图运行脚本时你得到了如下的错误：

1. -bash: ./uname.py: /usr/bin/python3: bad interpreter: No such file or directory 

这意味着你没有安装 Python3。如果那样的话，你要么安装 Python3 的包，要么替换解释器那行(如果如之前文章里概述的那样，跟着下面的步骤去更新 Python 执行文件的软连接，要特别注意并且非常小心)：

1. #!/usr/bin/python3 

为

1. #!/usr/bin/python 

这样会通过使用已经安装好的 Python 2 去执行该脚本。

注意：该脚本在 Python 2.x 与 Pyton 3.x 上都测试成功过了。

尽管比较粗糙，你可以认为该脚本就是一个 Python 模块。这意味着你可以在 IDLE 中打开它(File → Open… → Select file)：

在 IDLE 中打开 Python

一个包含有文件内容的新窗口就会打开。然后执行 Run → Run module(或者按 F5)。脚本的输出就会在原始的 Shell 里显示出来：

执行 Python 脚本

如果你想纯粹用 bash 写一个脚本，也获得同样的结果，你可能需要结合使用 awk、sed，并且借助复杂的方法来存储与获得列表中的元素(不要忘了使用 tr 命令将小写字母转为大写)。

另外，在所有的 Linux 系统版本中都至少集成了一个 Python 版本(2.x 或者 3.x，或者两者都有)。你还需要依赖 shell 去完成同样的目标吗?那样你可能需要为不同的 shell 编写不同的版本。

这里演示了面向对象编程的特性，它会成为一个系统管理员得力的助手。

注意：你可以在我的 Github 仓库里获得 这个 python 脚本(或者其他的)。

总结

这篇文章里，我们讲解了 Python 中控制流、循环/迭代、和模块的概念。我们也演示了如何利用 Python 中面向对象编程的方法和属性来简化复杂的 shell 脚本。

你有任何其他希望去验证的想法吗?开始吧，写出自己的 Python 脚本，如果有任何问题可以咨询我们。不必犹豫，在分割线下面留下评论，我们会尽快回复你。

作者：Gabriel Cánepa

来源：51CTO