SHELL脚本--tr命令用法和特性全解

Posted 2020-10-06 骏马金龙

bash&shell系列文章：http://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/7048359.html

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1.1 简介

tr主要用于将从标准输入读取的数据进行结果集映射、字符压缩和字符删除。它首先会将读取的标准输入进行排序然后按照某种方式换行，然后再根据给出的命令行参数做相关处理。

tr [options] [SET1] [SET2]

-c：使用SET1的补集
-d：删除字符
-s：压缩字符
-t：截断SET1，使得SET1的长度和SET2的长度相同

1.2 tr映射

如果同时指定了SET1和SET2，则是将SET1的符号按位置一一对应映射为SET2中的符号。换句话说，就是对应替换。

tr接收到stdin后首先会把将结果按照某种标记符号进行换行。例如：

[root@xuexi tmp]# ls              # 其中"one space.log"是带有空格的文件名
a  b  c  d  logdir  one  one space.log  shdir  sh.txt  space.log  test  vmware-root

将空格替换为制表符。因为tr一接收到数据就进行了排序换行，所以结果仅只替换了"one space.log"中的空格。

[root@xuexi tmp]# ls | tr " " "\\t"     # 结果是排序后换行的
a
b
c
d
logdir
one
one    space.log
shdir
sh.txt
space.log
test
vmware-root

之所以说tr是映射而不是替换，是因为两个结果集替换的时候符号位置是一一对应的。如果SET1比SET2短，则SET2多余的部分会被忽略，如果SET1比SET2长，POSIX认为这是不合理的，但也能执行，只不过结果有些意料之外，见下文。例如下面的例子，因为SET1中只有一个符号"\\n"，于是替换时SET2中的Y被忽略。

[root@xuexi tmp]# ls | tr "\\n" "XY" 
aXbXcXdXlogdirXoneXone space.logXshdirXsh.txtXspace.logXtestXvmware-rootX

这样就可以实现简单的加密和解密。

[root@xuexi tmp]# echo "12345" | tr "0-9" "9876543210"     # 加密
87654
[root@xuexi tmp]# echo "87654" | tr "0-9" "9876543210"     # 解密
12345

上面的过程是将管道左边的12345对应到0-9的展开式0123456789，并将对应位映射到SET2的数字上。解密也是同理。

有一种ROT13加密算法，它的加密和解密使用一套字符。它的SET1的字母位和SET2的字母位完全反向成对。例如SET1指定符号是"axy"，如果SET2想将其对应为"opq"，则须将SET1扩展为"axyopq"，SET2扩展为"opqaxy"，最终是（a,x,y,o,p,q）和（o,p,q,a,x,y）,这样（a,o）和（o,a）就能成功配对。再将其扩展为A-Z和a-z，就是所谓的ROT13加密，甚至还可以将0-9也加上去和9-0对应。下面是SET1和SET2的对应式。

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz
NOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMnopqrstuvwxyzabcdefghijklm

现在加密“I love you”

[root@xuexi tmp]# echo "I love you" | tr "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz" "NOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMnopqrstuvwxyzabcdefghijklm" 
V ybir lbh

将“V ybir lbh”解密。

[root@xuexi tmp]# echo "V ybir lbh" | tr "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz" "NOPQRSTUVWXYZABCDEFGHIJKLMnopqrstuvwxyzabcdefghijklm"
I love you

1.3 完全对应的替换

默认情况下，当指定的SET1比SET2字符长时，从最后一个对应的位置开始，SET1的剩余字符都和SET2的最后一个字符对应。假如SET1=[1234]，SET2=[abc]，则3对应c，4也对应c，此时如果tr的操作对象中出现3或者4都会被替换为c。

使用-t可以先截断SET1比SET2中长的字符，例如上面截断多余的4，SET1=[123]和SET2=[abc]就实现了完全对应。

[root@xuexi tmp]# cat x.txt
NO Name SubjectID Mark 备注
1  longshuai 001  56 不及格
2  gaoxiaofang  001 60 及格
3  zhangsan 001 50 不及格
4  lisi    001   80 及格
5  wangwu   001   90 及格
[root@xuexi tmp]# cat x.txt | tr  "fang" "jin"   # 结果中n和g都被替换为了n
NO Nime SubjectID Mirk 备注
1  lonnshuii 001  56 不及格
2  nioxiiojinn  001 60 及格
3  zhinnsin 001 50 不及格
4  lisi    001   80 及格
5  winnwu   001   90 及格
[root@xuexi tmp]# cat x.txt | tr -t "fang" "jin"  # g被截断，只对应替换fan为jin
NO Nime SubjectID Mirk 备注
1  longshuii 001  56 不及格
2  gioxiiojing  001 60 及格
3  zhingsin 001 50 不及格
4  lisi    001   80 及格
5  wingwu   001   90 及格

1.4 压缩符号

这功能太爽了。

tr -s [SET1] [SET2]

如果不指定SET2，则仅只压缩，不做替换。SET1可以指定多个字符，这样会对每个字符都进行压缩，例如tr -s "0a"，即会压缩连续的0，也会压缩连续的a。如果指定了SET2，则压缩后还一一对应地进行替换。

假如x.txt文件中的内容如下，空格有的地方多，有的地方少，也就是说这是一个没有格式的文件。

[root@xuexi tmp]# cat x.txt
NO Name SubjectID Mark 备注
1  longshuai 001  56 不及格
2  gaoxiaofang  001 60 及格
3  zhangsan 001 50 不及格
4  lisi    001   80 及格
5  wangwu   001   90 及格

使用tr压缩空格使其变的规则。

[root@xuexi tmp]# cat x.txt | tr -s " "
NO Name SubjectID Mark 备注
1 longshuai 001 56 不及格
2 gaoxiaofang 001 60 及格
3 zhangsan 001 50 不及格
4 lisi 001 80 及格
5 wangwu 001 90 及格

如果指定SET2，假如替换为"-"。

[root@xuexi tmp]# cat x.txt | tr -s " " "-" 
NO-Name-SubjectID-Mark-备注
1-longshuai-001-56-不及格
2-gaoxiaofang-001-60-及格
3-zhangsan-001-50-不及格
4-lisi-001-80-及格
5-wangwu-001-90-及格

1.5 删除符号和补集

tr -d是删除指定的符号，只能接一个SET1。

[root@xuexi tmp]# cat x.txt | tr -d " "
NONameSubjectIDMark备注
1longshuai00156不及格
2gaoxiaofang00160及格
3zhangsan00150不及格
4lisi00180及格
5wangwu00190及格

tr -c SET1 SET2是将标准输入按照SET1求补集，并将补集部分的字符全部替换为SET2，即将不在标准输入中存在但SET1中不存在的字符替换为SET2的字符。但是SET2如果指定的字符大于1个，则只取最后一个字符作为替换字符。使用-c的时候应该把-c SET1作为一个整体，不要将其分开。

例如：

[root@xuexi tmp]# echo "abcdefo"| tr -c "ao" "y"
ayyyyyoy[root@xuexi tmp]# 

标准输入"abcdefo"按照SET1="ao"求得的补集为bcdef，将它们替换为y，结果即为ayyyyyo，但是结果的最后面多了一个y并且紧接着命令提示符。这是因为abcdefo尾部的\\n也是ao的补集的一部分，并将其替换为y了。如果不想替换最后的\\n，可以在SET1中指定\\n。

[root@xuexi tmp]# echo "abcdefo"| tr -c "ao\\n" "y" 
ayyyyyo

如果SET2指定多个字符，将只取最后一个字符作为替换字符。

[root@xuexi tmp]# echo "abcdefo"| tr -c "ao\\n" "ay"
ayyyyyo
[root@xuexi tmp]# echo "abcdefo"| tr -c "ao\\n" "yb"
abbbbbo

"-c"常和"-d"一起使用，如tr -d -c SET1。它先执行"-c SET1"求出SET1的补集，再对这个补集执行删除。也就是说，最终的结果是完全匹配SET1中的字符。注意，"-d"一定是放在"-c"前面的，否则被解析为tr -c SET1 SET2，执行的就不是删除补集，而是替换补集为"-d"的最后一个字符d了。

[root@xuexi tmp]# echo "one 1 two 2 three 3"| tr -d -c "[0-9]\\n"     # 对数字和分行符求补集，并删除这些补集符号
123
[root@xuexi tmp]# echo "one 1 two 2 three 3"| tr -d -c "[0-9] \\n"     # 再加一个空格求补集
 1  2  3
[root@xuexi tmp]# echo "one 1 two 2 three 3"| tr -c "[0-9]\\n" -d      #  -d选项放在-c选项的后面是替换行为
dddd1ddddd2ddddddd3
[root@xuexi tmp]# echo "one 1 two 2 three 3"| tr -d -c "[a-zA-z]\\n"   # 保留字母
onetwothree
[root@xuexi tmp]# echo "one 1 two 2 three 3"| tr -d -c "[a-zA-z] \\n"  # 保留字母的同时保留空格
one  two  three

从上面补集的实验中可以看到，其实指定的[0-9]和[a-z]是一个字符类，最终的结果显示的是这个类中的对象。

在tr中可以使用以下几种字符类。这些类也可以用在其他某些命令中。

[:alnum:]所有的数字和字母。
[:alpha:]所有的字母。
[:blank:]所有水平空白=空格+tab。
[:cntrl:]所有控制字符（非打印字符），在ascii表中的八进制0-37对应的字符和177的del。
[:digit:]所有数字。
[:graph:]所有打印字符，不包含空格=数字+字母+标点。
[:lower:]所有小写字母。
[:print:]所有打印字符，包含空格=数字+字母+标点+空格。
[:punct:]所有标点符号。
[:space:]所有水平或垂直空白=空格+tab+分行符+垂直tab+分页符+回车键。
[:upper:]所有大写字母。
[:xdigit:]所有十六进制数字。

使用方法例如下面的。例如[:upper:]等价于[A-Z]，[:digit:]等价于[0-9]。

[root@xuexi tmp]# echo "one ONE 1 two TWO 2 three THREE 3" | tr -d -c "[:upper:] \\n"
 ONE   TWO   THREE 
[root@xuexi tmp]# echo "one ONE 1 two TWO 2 three THREE 3" | tr -d -c "[:alpha:] \\n"
one ONE  two TWO  three THREE 
[root@xuexi tmp]# echo "one ONE 1 two TWO 2 three THREE 3" | tr -d -c "[:digit:] \\n"
  1   2   3