shell 中 grep、sed、awk 命令

雨点打透心脏的1/2处 2022-08-07 03:58 202阅读 0赞

# `grep` 命令 #

## `grep`命令基本语法 ##

`grep`命令是打印匹配文本行，其全称为 Global Search Regular Expression and Print out the line；基本语法如下：

grep [OPTIONS] PATTERN [FILE...]
    grep [OPTIONS] [-e PATTERN | -f FILE] [FILE...]

其中，`OPTIONS`表示选项；`PATTERN`表示匹配模式，匹配模式可以是字符串、变量、正则表达式，若匹配模式中含义空格，则需要使用双引号将匹配模式引起来；`FILE`表示一系列文件；`grep`命令从文件中搜索满足指定匹配模式的文本行，并打印出来。

在前面文章《[正则表达式][Link 1]》可知，正则表达式的分类为：

*  基本正则表达式（Basic Regular Expression）：Basic RegEx，简称 **BRE**
 *  扩展正则表达式（Extended Regular Expression）：Extended RegEx，简称 **ERE**
 *  Perl 正则表达式（Perl Regular Expression）：Perl RegEx，简称 **PCRE**；

`grep`命令根据不同的参数支持不同的正则表达式：

*  `grep`命令后不跟任何参数（默认），则表示要使用“BRE”；
 *  `grep`命令后跟`-E`参数，则表示要使用“ERE”；
 *  `grep`命令后跟`-P`参数，则表示要使用“PCRE”；

常用`OPTIONS`选项如下表所示：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">选项</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">-E</td> 
   <td>指定 PATTERN 匹配模式为扩展正则表达式</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-F</td> 
   <td>指定 PATTERN 匹配模式为固定的字符串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-G</td> 
   <td>指定 PATTERN 匹配模式为基本正则表达式</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-P</td> 
   <td>指定 PATTERN 匹配模式为 Perl 正则表达式</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-e PATTERN</td> 
   <td>指定 PATTERN 为一个或多个搜索模式</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-f FILE</td> 
   <td>指定包含搜索模式的 FILE</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-i</td> 
   <td>匹配是忽略字母大小写</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-v</td> 
   <td>显示所有与匹配模式不匹配的文本行</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-w</td> 
   <td>执行单词搜索</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-x</td> 
   <td>显示与指定模式精确匹配而不含其他字符的文本行</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-y</td> 
   <td>与选项 -i 相同功能</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center"></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-c</td> 
   <td>只打印匹配的文本行的行数，不显示匹配内容</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-l</td> 
   <td>只显示匹配文本行的文件名，不显示匹配内容</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-n</td> 
   <td>列出所有匹配的文本行，并显示行号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-r</td> 
   <td>递归搜索目录(当前目录及其各级子目录)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-s</td> 
   <td>不显示错误信息</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 流编辑器 `sed` #

## `sed`命令 ##

`sed`命令从文件或者标准输入中一次读取一行数据，将该行数据复制到缓冲区，然后读取命令行或脚本的编辑子命令，对缓冲区中的文本行进行编辑。重复此工作，直到所有文本行都处理完毕。

`sed`命令编辑的是文件是原始文件在缓冲区中的副本，并不影响原始文件，但是可以把编辑结果通过输出重定向保存起来。

`sed`命令的基本语法如下所示：

sed [OPTION]... {script} [input-file]...

常用选项`OPTION`如下表所示：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">选项</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">-n</td> 
   <td>取消默认输出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-e script</td> 
   <td>允许执行多个脚本</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-f script-file</td> 
   <td>从脚本文件中读取命令</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-i</td> 
   <td>直接修改原始文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-l N</td> 
   <td>指定行长度为 N</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-r</td> 
   <td>在脚本中使用扩展正则表达式</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-s</td> 
   <td>把文件作为单独文件</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">-u</td> 
   <td>最低限度的缓存输入与输出</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 文本行定位 ##

`sed`命令提供了两种方式来实现文本行的定位：**行号定位**、**正则表达式定位**

**行号定位**

*  定位某个特定的行`n`：`n`是一个整数，表示定位到文本的第`n`行；
 *  定位某段连续的行`n,m`：`n`和`m`都是整数，表示定位到起始行为`n`，终止行为`m`的文本行；
 *  指定起始行和步长`start~step`：起始行为`start`，步长为`step`；
 *  第一行`1`和最后一行`$`：`1`表示第一行，`$`表示最后一行；
 *  指定某行后面的几行`n,+x`：表示从第`n`行开始到后面的`x`行；

**正则表达式定位**

`sed`命令使用正则表达式定位文本行的语法如下所示：

#regexp 表示正则表达式
    /regexp/

## `sed`命令的常用操作 ##

`sed`命令的常用编辑命令有：打印、删除、增加、替换；其基本语法如下所示：

[address1[,address2]] command [argument]

其中`address`称为位置参数，即上面的行定位；`command`是`sed`所提供的子命令，用来实现编辑操作；`argument`表示子命令的选项参数；

### 打印文本 ###

`sed`命令中可通过位置参数和`p`命令打印所需要的文本行，其语法如下所示：

[address1[,address2]] p

例如：

#! /bin/bash
    
    #输出第1~4行文本，注意1,3p之间是单引号
    sed -n '1,3p' test.txt
    
    #输出以Lin开头的文本行
    result=`sed -n '/^Lin/ p' test.txt`
    echo "$result"

### 替换文本 ###

`sed`命令中可通过位置参数和`s`子命令替换文本行，其语法如下所示：

[address1[,address2]] s/pattern/replacemen/[flag]

`flag`为替换标志，不同值会影响`s`子命令的行为；`flag`常用取值如下表所示：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">取值</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">g</td> 
   <td>全局匹配，会替换文本行所有符合规则的字符串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">p</td> 
   <td>替换第一个符合规则的字符串，并将缓冲区输出到标准输出</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">w</td> 
   <td>替换第一个符合规则的字符串，并将受影响的行输出到磁盘文件中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">十进制数n</td> 
   <td>替换文本行中第n个符合规则的字符串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">空</td> 
   <td>若不指定flag值，替换文本行中第一个符合规则的字符串</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 删除文本 ###

`sed`命令中可通过位置参数和`d`子命令删除文本行，其语法如下所示：

[address1[,address2]] d

### 增加文本 ###

**追加文本**  
`sed`命令中可通过位置参数和`a`子命令追加文本行，其语法如下所示：

#将string插入到address1位置后面
    [address1] a string

**插入文本**  
`sed`命令中可通过位置参数和`i`子命令插入文本行，其语法如下所示：

#将string插入到address1位置前面
    [address1] i string

## 组合命令 ##

`sed`命令支持将多个子命令组合在一起使用；具体方式如下所示：

*  使用`-e`选项：`-e`选项可以将多个子命令组合在一起使用；例如：

#! /bin/bash
    
    #将全部小写字母 e 替换成大写字母 E，并打印第 1 行到第 3 行文本行
    result=`sed -n -e 's/e/E/g' -e '1,3 p' test.txt`
    echo "$result"

*  使用分号`;`执行多个子命令：  
    其语法格式：

sed -e 'command1; command2...' filename

例如：

#! /bin/bash
    
    #将全部小写字母 e 替换成大写字母 E，并打印第 1 行到第 3 行文本行
    result=`sed -n -e 's/e/E/g; 1,3 p' test.txt`
    echo "$result"

*  对同一个地址使用多个子命令：  
    其语法格式：

address{
        command1
        command2
        command3
        ...
    }
    #或
    [address] { command1;command2;command3;...}

## `sed`脚本文件 ##

可以将多个子命令写成后缀名为`.sed`的`sed`脚本文件，`sed`脚本文件内容只需将各个子命令依次列出来，不必使用引号，若将多个子命令写在同一行，则不同子命令之间需使用分号隔开。调用`sed`脚本文件的格式如下：

sed -f script

# `awk`命令 #

## `awk`命令的基本语法 ##

`awk`命令是一个文本处理工具，其基本语法如下所示：

awk pattern { actions }

其中，`pattern`表示匹配模式，`actions`表示要执行的操作；即对符合`pattern`匹配模式的文本行执行`actions`操作；若省略`pattern`匹配模式，则表示对所有文本行执行`actions`操作；若省略`pattern`  
匹配模式，则把匹配成功的文本行打印输出；但是不能同时省略`pattern`和`actions`。

`pattern`匹配模式可以是以下其中一种：

*  正则表达式；
 *  关系表达式；
 *  模式`1`，模式`2`：指定一行的范围；
 *  `BEGIN`：指定在第一行文本被处理之前所发生的操作；
 *  `END`：指定在最后一行文本被读取之后发送的操作；

`actions`命令由一个或多个命令、函数或者表达式组成，他们之间由换行符或分号隔开，并位于大括号内，一般有以下四种情况：

*  变量或数组赋值；
 *  输出命令，例如`printf`或`print`；
 *  内置函数；
 *  流控制语句，例如`if`、`while`或`for`语句；

`awk`命令的执行方式：

*  通过命令行执行：其语法：

awk 'awk程序语句' 数据文件

*  执行 `awk`脚本：其语法：

#注意：awk脚本文件是后缀名为.awk的文件
    awk -f awk脚本文件 数据文件

*  可执行脚本文件：即在 `shell`文件中指定解析器为`#! /bin/awk -f`

## `awk`命令的匹配模式 ##

在`awk`命令的匹配模式主要包括：关系表达式、正则表达式、混合模式、区间模式、`BEGIN`模式、`END`模式等。

**关系表达式**

`awk`命令中的关系运算符如下表所示：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">运算符</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">&gt;</td> 
   <td>大于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">&gt;=</td> 
   <td>大于等于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">&lt;</td> 
   <td>小于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">&lt;=</td> 
   <td>小于等于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">==</td> 
   <td>等于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">!=</td> 
   <td>不等于</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">~</td> 
   <td>匹配运算：例如<code>$1~/^A</code>表示匹配第一个字段以字符<code>A</code>开头的记录</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">!~</td> 
   <td>不匹配运算</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**正则表达式**

`awk`支持以正则表达式为匹配模式，其基本语法如下所示：

#regexp 表示正则表达式
    /regexp/

例如：输出以字符u开头的文本行

#! /bin/bash
    #filename:test.sh
    
    result=`awk '/^u/ {print}' shell.md`
    
    echo "$result"
    
    #输出结果：
    $ sh test.sh 
    unset variable_name
    unset var
    until
    until
    unset -f 函数名

**混合模式**

在`awk`命令的匹配模式中，可以通过逻辑运算符使用多个表达式组成命令；基本逻辑运算符如下表所示：

**区间模式**

`awk`命令支持区间模式，其语法如下：

pattern1, pattern2

例如：第一个匹配模式是：以字符串`one`开头的文本行；第二个匹配模式是：第`3`字段等于`14`的文本行；所有符合这两个匹配模式之间的文本行都会被输出；

#!/bin/bash
    #filename:test.sh
    
    result=`awk '/^one/ , $3==14 {print}' test.txt`
    
    echo "$result"
    
    #执行结果：
    $ sh test.sh 
    one     10  20  30
    two     15  25  20
    three   20  15  31
    four    16  26  35
    five    11  14  40

**`BEGIN`模式**

`BEGIN`模式是`awk`命令一种特殊的内置模式，在`awk`读取数据之前对执行的操作；

例如：

#! /usr/bin/awk -f
    #filename:test.sh
    
    BEGIN { print "Beging operator." }
    /^one/ , $3==14 {print}
    
    #执行结果：
    $ ./test.sh test.txt
    Beging operator.
    one     10  20  30
    two     15  25  20
    three   20  15  31
    four    16  26  35
    five    11  14  40

**`END`模式**

`END`模式是在处理完数据之后执行的操作；例如：

#! /usr/bin/awk -f
    # /usr/bin/env awk -f
    #filename:test.sh
    
    BEGIN {
        print "Beging operator."
        print "===================="
    }
    /^one/ , $3==14 {print}
    
    END {
        print "===================="
        print "Ending operator."
    }
    
    
    #执行结果：
    $ ./test.sh test.txt
    Beging operator.
    ====================
    one     10  20  30
    two     15  25  20
    three   20  15  31
    four    16  26  35
    five    11  14  40
    ====================
    Ending operator.

## `awk` 变量 ##

`awk`中的用户自定义的变量一般在`BEGIN`模式中定义；

### 系统内置变量 ###

`awk`的常用系统内置变量如下表所示：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">变量</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">$0</td> 
   <td>当前记录（存放着整个行的内容）</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">$1~$n</td> 
   <td>当前记录的第n个字段，字段间由FS分隔</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">FS</td> 
   <td>输入字段分隔符 默认是空格或Tab</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">NF</td> 
   <td>当前记录中的字段个数，就是有多少列</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">NR</td> 
   <td>已经读出的记录数，就是行号，从1开始，如果有多个文件话，这个值也是不断累加中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">FNR</td> 
   <td>当前记录数，与NR不同的是，这个值会是各个文件自己的行号</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">RS</td> 
   <td>输入的记录分隔符， 默认为换行符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">OFS</td> 
   <td>输出字段分隔符， 默认也是空格</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">ORS</td> 
   <td>输出的记录分隔符，默认为换行符</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">FILENAME</td> 
   <td>当前输入文件的名字</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 运算符 ##

`awk`命令支持常用的运算符：算术运算符、赋值运算符、条件运算符、逻辑运算法、关系运算符等操作；

**算术运算符**

`awk`命令直接支持的算术运算符有：加+、减-、乘\*、除/、模运算%、指数运算^；

**赋值运算符**

`awk`命令常用的赋值运算符有：=、+=、-=、\*=、/=、%=、^=；

**条件运算符**

`awk`命令的条件运算符语法如下所示：

表达式?值1:值2

**逻辑运算法**

`awk`命令支持的逻辑运算符：&&、||、！；

**关系运算符**

`awk`命令支持的关系运算符：>、>=、<、<=、==、！=、~、!~；

## `awk` 函数 ##

`awk`提供了许多系统函数，用户也可以自定义函数；

**字符串函数**

常用的字符串函数有：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">函数</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">index(string1, string2)</td> 
   <td>返回 string2 在string1中第一次出现的位置</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">length(string)</td> 
   <td>返回string的长度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">match(string,regexp)</td> 
   <td>返回string中符合regexp的子字符串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">split(string,array,seperator)</td> 
   <td>根据分隔符seperator，将字符串string分隔成多个字段，并存储到数组array中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">sub(regexp,replacement,string)</td> 
   <td>将字符串string第一个符合regexp的子字符串替换成replacement</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">gsub(regexp,replacement,string)</td> 
   <td>将字符串string中符合regexp的全部子字符串都替换成replacement</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">substr(string,start,[length])</td> 
   <td>从字符串string的start位置开始截取长度为length(若指定了length，否则一直截取到字符串string结束)字串</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**算术函数**

常用的算术函数有：int(x)、sqrt(x)、exp(x)、log(x)、sin(x)、cos(x)、rand(x)、srand(x)；

[Link 1]: http://blog.csdn.net/chenhanzhun/article/details/44131891