Linux入门开发: 学习linux三剑客(awksedgrep)(上)

Posted 2021-08-09 DS小龙哥

一、前言

Linux中的三个命令awk、sed、grep在业界被称为“三剑客”，grep擅长查找，sed擅长取行和替换，awk擅长运算。

我们知道Linux下一切皆文件，对Linux的操作就是对文件的处理，那么怎么能更好的处理文件呢？这就要用到三剑客命令。

三剑客与正则表达式息息相关，正则表达式是为了处理大量的文本|字符串而定义的一套规则和模版，这个模版是由一些普通字符和一些元字符组成。普通字符包括大小写的字母和数字，而元字符则具有特殊的含义。正则表达式详情可参看资料《linux正则表达式》。

三剑客与正则表达式是什么关系呢？
三剑客就是普通的命令，有的把他们叫做工具。而正则表达式就好比一个模版，而linux下一般只有三剑客能读懂这个模版。

 

二、grep命令

2.1 grep命令功能

grep（global search regular expression(RE) and print out the line，全面搜索正则表达式并把行打印出来）是一种强大的文本搜索工具，它能使用正则表达式搜索文本，并把匹配的行打印出来。

Unix的grep家族包括grep、egrep和fgrep。egrep和fgrep的命令只跟grep有很小不同。egrep是grep的扩展，支持更多的re元字符， fgrep就是fixed grep或fast grep，它们把所有的字母都看作单词，也就是说，正则表达式中的元字符表示回其自身的字面意义，不再特殊。linux使用GNU版本的grep。它功能更强，可以通过-G、-E、-F命令行选项来使用egrep和fgrep的功能。

查找内容可以用双引号括起来，也可以不用，建议使用双引号,双引号中一些特殊符号要注意使用转义字符。

格式：grep  [OPTIONS]  PATTERN  [FILE...]

grep默认不支持扩展正则，因此扩展正则表达式的符号对于grep来说就等同于普通字符含义，因此，想让grep直接处理正则符号必须通过转义字符\\{\\}来处理。

grep -E 强制让grep直接认识正则符号，不需要再进行转义，egrep 等效grep -E 天生就能认识正则符号；我们平时备份可以通过cp 文件名{,.bak}的形式进行，避免再打一次文件名

2.2 支持的选项参数

-a 不要忽略二进制数据。

-A <显示行数> 除了显示符合范本样式的行之外，并显示该行之后的指定几行内容。

-B<显示行数> 除了显示符合范本样式的行之外，并显示该行之前的指定几行内容。

-C<显示行数>  除了显示符合范本样式的那一行之外，并显示该行前后指定几行的内容。

-b 在显示符合范本样式的那一行之外，并显示字节偏移量。-c 只计算显示符合范本样式的行数，不显示详细内容

-d<进行动作> 当指定要查找的是目录而非文件时，必须使用这项参数，否则grep命令将回报信息并停止动作。

-e<范本样式> 指定字符串作为查找文件内容的范本样式。

-E 将范本样式为延伸的普通表示法来使用，意味着能使用扩展正则表达式。

-f <范本文件> 指定范本文件，其内容有一个或多个范本样式，让grep查找符合范本条件的文件内容，格式为每一列的范本样式。

-F 将范本样式视为固定字符串的列表。

-G 将范本样式视为普通的表示法来使用。

-h 在显示符合范本样式的那一列之前，不标示该列所属的文件名称。

-H 在显示符合范本样式的那一列之前，标示该列的文件名称。

-i 忽略字符大小写的差别。

-l 列出文件内容符合指定的范本样式的文件名称。

-L 列出文件内容不符合指定的范本样式的文件名称。

-n 在显示符合范本样式的那一列，标示出该列的编号。

-q 不显示任何信息。

-R/-r 此参数的效果和指定“-d recurse”参数相同，表明查找路径为目录

-s 不显示错误信息。

-v 反转查找，显示不符合模式的所有信息

-w 只显示全字符合的列。

-x 只显示全列符合的列。

-y 此参数效果跟“-i”相同。

-o 只输出文件中匹配到的部分。

--color=auto 把匹配部分标记出来，要想当前终端后续使用都要标记匹配部分，可用alias命令重新封装grep。

#alias grep=’grep --color=auto’

2.3 常用示例

在文件中查找内容

成功会输出所有包含查找内容的行，否则输出为空。

$  grep  bash   file_read.sh   #在file_read.sh内查找bash   $  grep  "bash"   file_read.sh  --color=auto  #两者效果相同，并且标记颜色 $ grep  "bash"   file_read.sh  demo.sh   #在file_read.sh  demo.sh 内查找bash

在目录下查找内容

成功会输出文件名:所有包含内容的行，否则输出为空

需运用-r/-R/-d recurse 选项参数,指明查找路径为目录

$  grep  "bash"   -r  ./   #在当前目录下查找文件内容bash $  grep  "bash"   -R  ./ $  grep  "bash"   -d recurse  ./

显示查找内容所在行的行号

需运用-n参数，显示行号，可单独也可与其他选项参数写在一起。

$  grep  "bash"  -n  file_read.sh   #在file_read.sh内查找bash  $  grep  "bash"   -Rn  ./ $  grep  "bash"   -r  -n  ./

反转显示，显示与查找内容不符合的所有内容

需运用-v参数。

$  grep  "bash"   -vn  demo.sh  #显示demo.sh内不包含bash的行，并显示行号

查找以某内容开头的行

需运用正则表达式^...。

$  grep   "^#"   demo.sh  #查找demo.sh内以#开头的行，注意前面不能有空白字符，必须是最开头

查找空白行

需运用正则表达式^...。

需运用正则表达式...$。

$ grep   "^$"    123.txt

查找非指定字符开头的行

$ grep  "^[^#]"  demo.sh   #在demo.sh中查找不以#开头的行

查找以某内容结尾的行

需运用正则表达式...$。

$  grep   "name$"  demo.sh   #查找demo.sh内以name结尾的行，注意必须是最后且后面不能有空白字符

获取查找内容行数

需运用-c参数，不显示详细内容，只显示行数

$ grep "name"  demo.sh  -c   # 在demo.sh中查找name出现的行数

显示查找内容及其前后行内容

需运用 -A 行数/-B 行数/-C 行数 参数

$ grep  "name"  demo.sh  -A  2   #显示查找内容及其后两行内容 $ grep  "name"  demo.sh  -B  2  #显示查找内容及其前两行内容 $ grep  "name"  demo.sh  -C  2  #显示查找内容及其前后两行内容

查找阿拉伯数字

需要用到正则表达式[m]与{n}，选项参数-E（指定使用正则表达式）

[]正则表达式:[m]表明查找匹配m字符的内容。

[^m]表明匹配不是m字符的内容。

[m-f]表示匹配m到f的内容，m可以是数字，可以是字符。

{}正则表达式：{m}表示匹配之前的项m次

{m,}表示匹配之前的项至少m次

{m,f}表示匹配之前的项m次到f次。m是可以为0的正整数。

$ grep  "[1-3]\\{2\\}"  123.txt   #在123.txt中查找1-3之间数字出现两次的内容，注意{}前后一定要加转义字符 $ grep  -E  "[1-3]{2}"  123.txt  #或者直接使用-E参数指定使用正则表达式，则可不加转义 $ grep  "[1-3][1-3]"  123.txt   #与上面相同效果，也表示在123.txt中查找1-3之间数字出现两次的内容 $ifconfig | grep  "[0-9]\\{1,3\\}\\.[0-9]\\{1,3\\}\\.[0-9]\\{1,3\\}\\.[0-9]\\{1,3\\}"

grep用于常规的查询操作固然方便，但是最大的弊端就是查出来不能增删改，导致如果是写一些脚本就会很不方便，这个时候就需要sed和awk这样的工具来实现。

三、sed命令

3.1 sed命令介绍

sed是一种流编辑器，它是文本处理中非常中的工具，能够完美的配合正则表达式使用，功能不同凡响。处理时，把当前处理的行存储在临时缓冲区中，称为“模式空间”（pattern space），接着用sed命令处理缓冲区中的内容，处理完成后，把缓冲区的内容送往屏幕。接着处理下一行，这样不断重复，直到文件末尾。文件内容并没有改变，除非你使用重定向存储输出。Sed主要用来自动编辑一个或多个文件；简化对文件的反复操作；编写转换程序等。

命令格式：

sed  [options]  'command'  file(s) sed  [options]  -f  scriptfile  file(s)

注意：查找的内容前后一定要用/包含起来，示例/sh/  。替换的时候可用@与#替换/。

命令与查找内容可连在一起也可分开，但是中间必须有/作为间隔。

3.2 sed的工作流程

1、sed默认不编辑原文件，而是逐行操作，复制一份到指定内存(pattern space,模式空间)

2、pattern space内进行模式匹配，即和指定条件做匹配

　　不满足模式：输出到标准输出STDOUT

　　满足模式：进行指定的模式操作，再输出到STDOUT

3、第二个特殊的内存空间 ：保持空间(hold space)，临时保存操作在另一处内存

4、当执行pattern space和 hold space相关选项时候会进行之间的数据流编辑操作

5、最后根据操作执行hold space空间操作，选择性显示到STDOUT

3.3 选项参数

-c/--copy  用拷贝代替重命名 -e<script>/--expression=<script>   以选项中的指定的脚本来处理输入的文本文件； -f<script文件>/--file=<script文件>   以选项中指定的脚本文件来处理输入的文本文件； --follow-symlinks  处理输入的文本文件时，追踪软链接，断开硬链接 -h/--help   显示帮助； -i[SUFFIX]/ --in-place[=SUFFIX] 就地编辑文件，提供了后缀名（.bak）则备份文件  -l N/ --line-length=N  为l命令指定换行的长度n -n/--quiet/——silent   不自动打印模式空间内容，仅显示脚本处理后的结果，sed默认打印全部内容 --posix  禁用所有GNU扩展 -u/ --unbuffered  从输入文件中加载最小的数据并频繁刷新输出缓冲区 -V/--version   显示版本信息。 -r/--regexp-extended 支持使用扩展正则表达式 -s/--separate  把文件作为单独的个体而不是作为单个连续的长流

3.4 命令参数的使用

命令建议用单引号’’或双引号括起来方便区分，多个命令用；隔开。

a\\ 在当前行下面插入文本。 i\\ 在当前行上面插入文本。 c\\ 把选定的行改为新的文本。 d 删除，删除选择的行。 D 删除模板块的第一行。 s 替换指定字符，字符间可用/或@或#隔开 h 拷贝模板块的内容到内存中的缓冲区。 H 追加模板块的内容到内存中的缓冲区。 g 获得内存缓冲区的内容，并替代当前模板块中的文本。 G 获得内存缓冲区的内容，并追加到当前模板块文本的后面。 l 列表不能打印字符的清单。 n 读取下一个输入行，用下一个命令处理新的行而不是用第一个命令。 N 追加下一个输入行到模板块后面并在二者间嵌入一个新行，改变当前行号码。 p 打印模板块的行。前面可加数字，指定打印第几行 P(大写) 打印模板块的第一行。 q 退出Sed。 b lable 分支到脚本中带有标记的地方，如果分支不存在则分支到脚本的末尾。 r file 从file中读行。 t label if分支，从最后一行开始，条件一旦满足或者T，t命令，将导致分支到带有标号的命令处，或者到脚本的末尾。 T label 错误分支，从最后一行开始，一旦发生错误或者T，t命令，将导致分支到带有标号的命令处，或者到脚本的末尾。 w file 写并追加模板块到file末尾。  W file 写并追加模板块的第一行到file末尾。  ! 表示后面的命令对所有没有被选定的行发生作用。  示例：1！表明对文中所有行起作用，3！表示对文中第三行及以下行起作用 = 打印当前行号码。  # 把注释扩展到下一个换行符以前。

3.5 替换标记

g 表示行内全面替换。  p 表示打印行。  w 表示把行写入一个文件。  x 表示互换模板块中的文本和缓冲区中的文本。  y 表示把一个字符翻译为另外的字符（但是不用于正则表达式） \\1 子串匹配标记 & 已匹配字符串标记

3.6 元字符集

^ 匹配行开始，如：/^sed/匹配所有以sed开头的行。 $ 匹配行结束，如：/sed$/匹配所有以sed结尾的行。 . 匹配一个非换行符的任意字符，如：/s.d/匹配s后接一个任意字符，最后是d。 * 匹配0个或多个字符，如：/*sed/匹配所有模板是一个或多个空格后紧跟sed的行。 [] 匹配一个指定范围内的字符，如/[sS]ed/匹配sed和Sed。  [^] 匹配一个不在指定范围内的字符，如：/[^A-RT-Z]ed/匹配不包含A-R和T-Z的一个字母开头，紧跟ed的行。 \\(..\\) 匹配子串，保存匹配的字符，如s/\\(love\\)able/\\1rs，loveable被替换成lovers。 & 保存搜索字符用来替换其他字符，如s/love/**&**/，love这成**love**。 \\< 匹配单词的开始，如:/\\<love/匹配包含以love开头的单词的行。 \\> 匹配单词的结束，如/love\\>/匹配包含以love结尾的单词的行。 x\\{m\\} 重复字符x，m次，如：/0\\{5\\}/匹配包含5个0的行。 x\\{m,\\} 重复字符x，至少m次，如：/0\\{5,\\}/匹配至少有5个0的行。 x\\{m,n\\} 重复字符x，至少m次，不多于n次，如：/0\\{5,10\\}/匹配5~10个0的行。

3.7 脚本地址定界

/ 在sed中作为定界符使用，也可以使用任意的定界符：| / 定界符出现在样式内部时，需要进行转义,示例：sed 's/\\/bin/\\/usr\\/local\\/bin/g' 不给地址：对全文进行处理 $：表示最后一行 地址范围： 选定行的范围：,（逗号） /pattern/：被此处模式所能够匹配到的每一行 /pattern/,m:被模式匹配到的第一行起到m行 n,m  表示从n行到第m行 n,+m 表示从n行起往后增加m行 n~m：步进：以n行为基准值，每次增加m行

3.8 组合多个表达式

sed  '表达式' | sed '表达式' 等价于： sed  '表达式; 表达式'

3.9 常用示例

 显示输入文件的行号

需用到命令：=:打印当前行号码（包括空白行）

需用到元字符集：. ：匹配一个非换行符的任意字符

需用到命令：!： 表示后面的命令对所有没有被选定的行发生作用。

$ sed   '='  123.txt    #显示文本的每一行行号 $ sed   '3='  123.txt   #显示文本的第三行行号 $  sed  "/./="  123.txt  #只显示非空白行的行号 $ sed -n  "/./!="  123.txt   #只显示空白行行号

显示文件总行数

需用到元字符集：$:匹配到行结束

$ sed   '$='  123.txt  #可显示123.txt内总共有多少行，也就是最后一行的行号

打印输入文件的指定行内容

需用到-n参数：不自动打印，

需用到p命令：打印模块的行

$ sed  -n  '2p'  123.txt   #注意一定要加-n，否则会默认自动打印所有内容 $ sed  -n  '2 p'  123.txt   #注意一定要加-n，否则会默认自动打印所有内容

打印输入文件的指定几行内容

$sed  -n  '2,7 p'  123.txt   #注意一定要加-n，否则会默认自动打印所有内容 $ sed  -n  '2,7p'   123.txt $ sed  -n  '2,7 {p}'  123.txt  #命令也可单独用{}括起来

替换输入文件中内容

需用到-i参数：就地编辑文件，会对源文件作更改

需用到s命令：替换指定字符，注意字符之间可用/@#隔开，注意如果没有其他命令或者替换标记作为结尾，最后也必须得由它们作为尾字符，

需用到g替换标记：替换行内的所有匹配内容，前面可加数字，表明第几个匹配位置

$ sed  -i  's/bck/sh/'  123.txt  666.txt  #替换123.txt、666.txt内的bck为sh，每行只替换一个 $ sed  -i  's/bck/sh/g'  123.txt   #替换123.txt内的bck为sh，每行都进行全面替换 $ sed  -i  's/bck/sh/3g'  123.txt   #替换123.txt内的bck为sh，从第3个匹配位置开始替换 $ sed  -i  's@bck@sh@g'  123.txt   #替换123.txt内的bck为sh，每行都进行全面替换 $ sed  -i  's#bck#sh#g'  123.txt   #替换123.txt内的bck为sh，每行都进行全面替换

替换输入文件中指定行的内容

$ sed  -i  '1,5 s/bck/sh/g'  123.txt  666.txt  #替换123.txt、666.txt内的第一行到第五行的bck为sh，每行全面替换 $ sed  -i  '2,+2 {s/bck/sh/g}'  123.txt  666.txt  #替换123.txt、666.txt内的第二行往后两行的bck为sh，每行全面替换，命令也可以单独用{}括起来，表示边界 $ sed  -i  '2~2 s/bck/sh/g'  123.txt  666.txt  #替换123.txt、666.txt内的第二行往后每次增加两行的bck为sh，每行全面替换

给文件名\\单词前统一替换加前缀或后缀或前后缀

需用到元字符集：^ 匹配行开始，如：/^sed/匹配所有以sed开头的行。

需用到元字符集：$ 匹配行结束，如：/sed$/匹配所有以sed结尾的行。

需用到替换标记：& 已匹配字符串标记，代替之前已匹配内容

需用到正则表达式：\\w\\+:匹配每一个单词

$ ls | sed  's/^/666_&/g'  #表示给当前文件下的文件名统一添加前缀 $ ls | sed  's/$/666_&/g'  #表示给当前文件下的文件名统一添加后缀 $ ls | sed  's/\\w\\+/666_&/g'  #表明给所有的单词添加前缀 $ ls | sed  's/\\w\\+/[&]/'    #表明给每个匹配到的单词用[]括起来

显示指定区间以指定内容开头或结尾的行

需用到元字符集^：匹配行开始

如果/前面有地址定界，则在/外面必须加上{}

$ sed  -n  '1,10 {/^10/p}'  123.txt   #显示123.txt内第1到第10行中以10开头的行 $ sed  -n  '/^10/p'   123.txt        #  /前没有地址定界则可以不加{}，如果有则必须加上 $ sed  -n  '1,10 {/sh$/p}'  123.txt   #显示123.txt内第1到第10行中以结尾的行

 显示查找内容的所有行、显示找到的第一行及以下指定行

需用到脚本地址定界：/pattern/：被此处模式所能够匹配到的每一行

需用到脚本地址定界：/pattern/,m:被模式匹配到的第一行起到m行

需用到脚本地址定界：$ 匹配到末尾行

$  sed  -n  '/sh/p'  123.txt  #显示123.txt内的所有包含sh的所有行 $  sed  -n  '/sh/ ,$  p'  123.txt   #显示123.txt里第一条包含sh的行及以下到末尾的所有行 $  sed  -n  '/sh/ ,$p'  123.txt

逆序输出文本内容

需用到命令：！：！前跟非零数字，表示后面的命令对所有没有被选定的行发生作用

需用到命令：G：获得内存缓冲区的内容，并追加到当前模板块文本的后面

需用到命令：h： 拷贝模板块的内容到内存中的缓冲区

需用到命令：d ：删除，删除选择的行。

多个命令之前用分号;隔开。

$ sed  '1!G;h;$!d'  123.txt

逆序输出每行内容

$ sed  '/\\n/!G;s/\\(.\\)\\(.*\\n\\)/&\\2\\1/;//D;s/.//'  123.txt

删除指定行

需用到命令：d 删除，删除选择的行。

$ grep -n "sh" 123.txt | sed  '4,5d'   #删除grep查找到的内容的第4到5行 $ grep -n "sh" 123.txt | sed  '1,2d'   #删除grep查找到的内容的第1行后每次隔两行删一行 $ sed  '/^$/d'  123.txt     #删除空白行

在指定行前后插入内容

需用到命令：a\\ 在当前行下面插入文本。默认当前行为最末行

需用到命令：i\\ 在当前行上面插入文本。默认当前行为最末行

需用到命令：c\\ 把选定的行改为新的文本。默认当前行为所有行

$ sed  'a\\hello\\'  123.txt  #在123.txt的末行后增加一行hello $ sed  'i\\hello\\'  123.txt  #在123.txt的末行前增加一行hello $ sed  'c\\hello\\'  123.txt  #替换123.txt的所有行为hello $ sed   '8a\\hello\\'  123.txt   #在123.txt的第8行后增加一行hello $ sed   '8,10a\\hello\\'  123.txt  #在123.txt的第8行到10行每一行后增加一行hello $ sed   '8,10c\\hello\\'  123.txt  #在123.txt的第8行到10行替换为一行hello

一行内执行多条命令

需用到选项参数-e<script>/--expression=<script>   以选项中的指定的脚本来处理输入的文本文件；

$ sed  -e  '1,5d'  -e  's/sh/bck/'  123.txt     #先删除1到5行再替换sh为bck $ sed   '1,5d;s/sh/bck/'  123.txt       #三者效果相同 $ sed --expression='1,5d' --expression='s/sh/bck/' 123.txt #三者效果相同

四、awk命令

续集： Linux入门开发: 学习linux三剑客(awk、sed、grep)(下)