4. Bucles for y while¶

Los bucles, o loops en inglés, permiten repetir líneas de código iterando sobre una secuencia o estructura de datos, como los arreglos que vimos antes, o en base a condiciones/operaciones lógicas. Iterativo significa que se ejecutan en serie una cantidad de operaciones un número definido de veces, hasta satisfacer una condición. Esta condición puede ser lógica.

En bash hay dos tipos de bucles: for y while. Dentro de los bucles se pueden añadir estructuras de control condicional if-else, variables, operaciones aritméticas, funciones de bash, entre otras cosas. Ya notarás que es muy importante especificarles a los bucles cuándo terminar. Si no, nunca terminan y la computadora entra en un bucle infinito.

Primero veremos los bucles while, que son un poco más difíciles de entender, pero al dominar while podrás entender for muy rápido. De hecho for es un tipo de while. Recuerda que trabajamos en ~/taller_unix/9_bash:

$ cd ~/taller_unix/9_bash

4.1. While loops 1: evadir el infinito¶

La filosofía del while loop es: ejecutar una acción siempre que una operación lógica sea verdad. Después de cada vez que se ejecute el código dentro del while, la operación lógica será evaluada, para ver si ahora ya no es verdad. Cuando deja de ser verdad, el while para. La operación lógica es la condición de continuación de ejecución del while.

while [[ operación lógica ]]
do
    Acciones que se ejecutan de forma iterativa 
done 

Por ejemplo, hagamos un programa que imprima números desde el -10 hasta el 10, de 1 en 1. Para eso necesitaremos:

Una variable que permita ejecutar la operación lógica. Puede ser un contador. El contador, en este caso, es solamente una variable que almacena cuántas veces se ha ejecutado el while loop. Debe actualizarse cada vez que corra el loop, sino tendremos un loop infinito.
La operación lógica. Será necesario empezar en -10 e ir subiendo de 1 en 1 el contador hasta llegar a 10. Si el contador es mayor a 10, deternemos el while loop. Entonces para que nuestra operación sea verdad mientras avanza el loop, decimos que mientras (while) el contador sea menor o igual a 10, entonces se ejecuta el código.
La acción a ejecutar. En este caso hay que imprimir los números que incrementan en cada loop.

Abre una terminal y crea el archivo while_1.sh y escribe el siguiente script.

#!/bin/bash
# File: while_1.sh
contador=-10                    # declaro contador e inicializo en -10
while [[ $contador -le 10 ]]    # condición de continuación
do                              # empiezo el cuerpo del while
    echo -n "$contador  "       # imprimo el contador
    let contador=$contador+1    # actualizo el contador
done                            # termino el cuerpo del while
echo listo! :D                  # mensaje fuera del while

Deber

Crea ahora un while loop que incremente de 5 en 5 el contador. ¿Qué es lo único que deberías cambiar?
Piensa qué pasaría si la operación lógica la cambiásemos por [[ $contador -ge -10 ]]. Puedes intentar correr en tu Terminal. Si se cuelga, solo ciérrala y abre otra.
¿Qué tipos de condiciones de continuación de la ejecución de while podría haber?
¿Qué hubiera pasado sin un contador?
¿Qué hubiera pasado sin no actualizabamos el contador con let?

Toma una captura de pantalla del proceso. Guarda la captura de pantalla en ~/taller_unix/9_bash, o en otra carpeta si tu instalación de Linux dificulta que guardes en este directorio. Las preguntas no necesitas responderlas de manera escrita. Solo piénsalas. O crea un programa para probar tu entendimiento :D.

4.2. While loops 2: validar datos¶

Ahora intentemos otro tipo de lógica. Ingresemos datos al while loop desde teclado y validemos la entrada de datos. Es decir, le vamos a impedir a usuario continuar si no ingresa el dato correcto. Vamos a omitir caracteres como las tílde porque pueden ser problemáticas. La idea es que el programa adivine mi idioma favorito. Permitiré que el usuario ingrese el idioma en 3 formatos diferentes. Cualquiera de ellos puede ser válido. Crea el archivo while_2.sh y copia el siguiente script:

#!/bin/bash
# File: while_2.sh
echo "Adivina mi idioma preferido."
read -p "Ingresa el idioma: " i
while [[ $i != "Aleman" ]] && [[ $i != "ALEMAN" ]] && [[ $i != "aleman" ]]
do
    echo "$i no es mi idioma preferido :C"
    read -p "Intenta de nuevo: " i
done
echo "Has adivinado mi idioma favorito! :D."

Nota que usamos el operador != para especificar al while que continúe mientras el usuario ingrese algo que no sea Aleman o sus variantes. No podemos usar -ne porque ese es solo para números. Además, usamos varias operaciones lógicas en el while, separadas por un ||. Esto es porque cualquiera de las formas de escribir las palabra “alemán” están correctas para el algoritmo.

Deber

Escribe el script en el archivo correspondiente. Toma una captura de pantalla del proceso. Guarda la captura de pantalla en ~/taller_unix/9_bash, o en otra carpeta si tu instalación de Linux dificulta que guardes en este directorio.

4.3. While loops 3: condicionales¶

Ahora, vamos a usar sentencias if dentro del while loop. Vamos a generar un juego de piedra, papel o tijeras con sentencias if anidadas. Vamos a jugar contra Bash, ya que generaremos números aleatorios que representen la elección de Bash sobre piedra, papel o tijera. Luego, con varios if, comparamos nuestra elección con la de Bash y alguien ganará la partida. El while loop permite al usuario decidir si va a jugar de nuevo.

#!/bin/bash
# File: while_3.sh
echo "*** Piedra, papel o tijeras ***"
echo "-------------------------------"
i="y"
while [[ $i == "y" ]]
do
    player=0
    echo "Escoge uno (escribe el número)"
    echo "  1. Piedra"
    echo "  2. Papel"
    echo "  3. Tijeras"
    read -p "> " player
    consola=$((1 + RANDOM % 3))
    if [[ $player == $consola ]]
    then
        echo "Empate ._."
    elif [[ $player == 1 ]] # Piedra
    then
        if [[ $consola == 2 ]] # Papel
        then
            echo "Te ganó Bash :C"
        elif [[ $consola == 3 ]] # Tijeras
        then
            echo "Le ganaste a Bash :D"
        fi
    elif [[ $player == 2 ]] # Papel
    then
        if [[ $consola == 1 ]] # Piedra
        then
            echo "Le ganaste a Bash :D"
        elif [[ $consola == 3 ]] # Tijeras
        then
            echo "Te ganó Bash :C"
        fi
    elif [[ $player == 3 ]] # Tijeras
    then
        if [[ $consola == 1 ]] # Piedra
        then
            echo "Te ganó Bash :C"
        elif [[ $consola == 2 ]] # Papel
        then
            echo "Le ganaste a Bash :D"
        fi
    fi
    read -p "Deseas volver a jugar? (y/n): " i
done

Deber

Escribe el script en el archivo correspondiente. Toma una captura de pantalla del proceso. Guarda la captura de pantalla en ~/taller_unix/9_bash, o en otra carpeta si tu instalación de Linux dificulta que guardes en este directorio.

4.4. For loops 1: son solo while loops especializados¶

Volvamos al script while_1.sh, pero reescribámoslo con la estructura de un for loop. Pero antes, la definición. Los for loops tienen la importante función de simplificar la ejecución de procesos un número definido de veces. El número puede darse por una variable que guarda un entero, como también una estructura de datos, como los arreglos. Los elementos del bucle son:

Índice: Es una variable que toma valores mientras el bucle avanza. La idea importante es ligar el índice del for a la estructura de datos que se recorre (un arreglo, por ejemplo) o al número de iteraciones.
Estructura a iterar / límite de iteraciones: Si iteramos sobre un arreglo, por ejemplo, el for loop va a ejecutar una acción por cada elemento del arreglo. Igualmente, si ajustamos el for loop para que ejecute su contenido n veces, entonces cambiará el índice hasta cumplir las n veces.
Acciones a ejecutar: Es lo que se hace en el for. Puede o no involucrar al índice.

Si se piensa iterar en una estructura de datos, como un arreglo, entonces se usa la siguiente notación:

for índice in estructura
do
    Acciones que se ejecutan de forma iterativa
done 

En cambio, cuando se usa el límite de iteraciones, se usa la siguiente notación:

for ((índice ; regla con límite de iteraciones ; operación con índice))
do
    Acciones que se ejecutan de forma iterativa
done 

La única operación lógica que se evalúa en un for loop es que el índice sea menor o igual que el número máximo de elementos a recorrer, o mínimo, si va en reversa. También, si itera sobre un arreglo, el for termina cuando se ha recorrido todos los elementos del arreglo.

El script while_1.sh en forma de for loop entonces sería algo así:

#!/bin/bash
# File: for_1.sh
for ((contador=-10;contador<=10;contador++)) # declaro, limito y actualizo el contador
do                              # empiezo el cuerpo del for
    echo -n "$contador  "       # imprimo el contador
done                            # termino el cuerpo del while
echo listo! :D                  # mensaje fuera del while

Es importante notar que while tiene muchísimos más usos de los que tiene for. Entonces es importante reservar los for loops para cuando sabemos el número de iteraciones a realizar, mientras que usamos el while cuando no necesariamente conocemos el número de iteraciones. Así entonces, las diferencias más importantes entre el while loop en while_1.sh y el for loop en for_1.sh, y entre los while y for loops en general, son las siguientes:

While Loop	For Loop
El índice `contador` se inicializa fuera del while.	El índice `contador` se inicializa en la primera línea del for.
El índice se aumenta en una unidad dentro del cuerpo del while.	El índice se aumenta en una unidad en la primera línea del for.
No siempre se sabe cuándo acabará.	Siempre se sabe el número de iteraciones.

Deber

Escribe el script en el archivo correspondiente. Toma una captura de pantalla del proceso. Guarda la captura de pantalla en ~/taller_unix/9_bash, o en otra carpeta si tu instalación de Linux dificulta que guardes en este directorio.

4.5. For loops 2: recorrer estructuras de datos¶

Es posible realizar acciones sobre cada elemento de una secuencia o estructura de datos (braces, arreglos, u otras). A esto le llamamos iterar o recorrer la estructura de datos. Los bucles for pueden recorrer los arreglos de maneras muy eficientes. Por ejemplo, imaginemos que tenemos un arreglo como el siguiente:

Para usar la notación de arreglo en el for, para algún arreglo, es necesario especificar i in ${arreglo[@]} después de for. Esto quiere decir que i se convierte en cada uno de los elementos de arreglo. Esto se logra al colocar [@] a lado de arreglo y al colocar todo dentro de llaves {}. Como se ve en la imagen anterior, la dirección por defecto de este for es de izquierda a derecha. Este script imprimirá los elementos de arreglo de izquierda a derecha:

#!/usr/bin/env bash
# File: for_2.sh
echo "Antes del ciclo"
arreglo=(a b c d e f g)
for i in ${arreglo[@]}
do
    echo "i es igual a $i"
done
echo "Después del ciclo"

Ahora, es posible que se desee recorrer el arreglo de otra manera, por ejemplo, al revés. Es posible especificarle al for que vaya en retro, como se ilustra en esta imagen:

#!/bin/bash
# File: for_3.sh
echo "Antes del bucle"
arreglo=(a b c d e f g)
let long=${#arreglo[@]}-1
for ((i=$long;i>=0;i--))
do
    echo "El índice ($i) accede al elemento ${arreglo[i]}"
done
echo "Después del bucle"

Deber

Escribe los dos scripts en su archivo correspondiente. Toma una captura de pantalla del proceso. Guarda la captura de pantalla en ~/taller_unix/9_bash, o en otra carpeta si tu instalación de Linux dificulta que guardes en este directorio.

4.6. Deber especial¶

Deber

Escoge alguno de los ejercicios de la sección sobre ejericios de procesamiento de ficheros y arma un script llamado deber_especial.sh en ~/taller_unix/9_bash, donde recopiles varios comandos. Luego, ejecútalo y toma un screenshot del resultado.

GNU/Linux para Bioinformática

4. Bucles for y while¶

4.1. While loops 1: evadir el infinito¶

4.2. While loops 2: validar datos¶

4.3. While loops 3: condicionales¶

4.4. For loops 1: son solo while loops especializados¶

4.5. For loops 2: recorrer estructuras de datos¶

4.6. Deber especial¶