shell 中 grep、sed、awk 命令

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》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:

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

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:

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

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nn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,mnm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;commandsed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:

取值 说明
g 全局匹配,会替换文本行所有符合规则的字符串
p 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
w 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
十进制数n 替换文本行中第n个符合规则的字符串
若不指定flag值,替换文本行中第一个符合规则的字符串

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.sedsed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patternactions

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printfprint
  • 内置函数;
  • 流控制语句,例如ifwhilefor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

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:

运算符 说明
> 大于
>= 大于等于
< 小于
<= 小于等于
== 等于
!= 不等于
~ 匹配运算:例如$1~/^A表示匹配第一个字段以字符A开头的记录
!~ 不匹配运算

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

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:

运算符 说明
&& 逻辑与
|| 逻辑或
! 逻辑非

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:

变量 说明
$0 当前记录(存放着整个行的内容)
$1~$n 当前记录的第n个字段,字段间由FS分隔
FS 输入字段分隔符 默认是空格或Tab
NF 当前记录中的字段个数,就是有多少列
NR 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
FNR 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
RS 输入的记录分隔符, 默认为换行符
OFS 输出字段分隔符, 默认也是空格
ORS 输出的记录分隔符,默认为换行符
FILENAME 当前输入文件的名字

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:

函数 说明
index(string1, string2) 返回 string2 在string1中第一次出现的位置
length(string) 返回string的长度
match(string,regexp) 返回string中符合regexp的子字符串
split(string,array,seperator) 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
sub(regexp,replacement,string) 将字符串string第一个符合regexp的子字符串替换成replacement
gsub(regexp,replacement,string) 将字符串string中符合regexp的全部子字符串都替换成replacement
substr(string,start,[length]) 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

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);

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