实验楼 正则表达式基础

Posted 2020-10-03

 

基本语法：

选择

|竖直分隔符表示选择，例如"boy|girl"可以匹配"boy"或者"girl"

数量限定

数量限定除了我们举例用的*,还有+加号,?问号,如果在一个模式中不加数量限定符则表示出现一次且仅出现一次：

• +表示前面的字符必须出现至少一次(1次或多次)，例如，"goo+gle",可以匹配"gooogle","goooogle"等；
• ?表示前面的字符最多出现一次(0次或1次)，例如，"colou?r",可以匹配"color"或者"colour";
• *星号代表前面的字符可以不出现，也可以出现一次或者多次（0次、或1次、或多次），例如，“0*42”可以匹配42、042、0042、00042等。

范围和优先级

()圆括号可以用来定义模式字符串的范围和优先级，这可以简单的理解为是否将括号内的模式串作为一个整体。例如，"gr(a|e)y"等价于"gray|grey"，（这里体现了优先级，竖直分隔符用于选择a或者e而不是gra和ey），"(grand)?father"匹配father和grandfather（这里体验了范围，?将圆括号内容作为一个整体匹配）。

字符	描述
\\	将下一个字符标记为一个特殊字符、或一个原义字符。例如，“n”匹配字符“n”。“\\n”匹配一个换行符。序列“\\\\”匹配“\\”而“\\(”则匹配“(”。
^	匹配输入字符串的开始位置。
$	匹配输入字符串的结束位置。
{n}	n是一个非负整数。匹配确定的n次。例如，“o{2}”不能匹配“Bob”中的“o”，但是能匹配“food”中的两个o。
{n,}	n是一个非负整数。至少匹配n次。例如，“o{2,}”不能匹配“Bob”中的“o”，但能匹配“foooood”中的所有o。“o{1,}”等价于“o+”。“o{0,}”则等价于“o*”。
{n,m}	m和n均为非负整数，其中n<=m。最少匹配n次且最多匹配m次。例如，“o{1,3}”将匹配“fooooood”中的前三个o。“o{0,1}”等价于“o?”。请注意在逗号和两个数之间不能有空格。
*	匹配前面的子表达式零次或多次。例如，zo*能匹配“z”、“zo”以及“zoo”。*等价于{0,}。
+	匹配前面的子表达式一次或多次。例如，“zo+”能匹配“zo”以及“zoo”，但不能匹配“z”。+等价于{1,}。
?	匹配前面的子表达式零次或一次。例如，“do(es)?”可以匹配“do”或“does”中的“do”。?等价于{0,1}。
?	当该字符紧跟在任何一个其他限制符（*,+,?，{n}，{n,}，{n,m}）后面时，匹配模式是非贪婪的。非贪婪模式尽可能少的匹配所搜索的字符串，而默认的贪婪模式则尽可能多的匹配所搜索的字符串。例如，对于字符串“oooo”，“o+?”将匹配单个“o”，而“o+”将匹配所有“o”。
.	匹配除“\\n”之外的任何单个字符。要匹配包括“\\n”在内的任何字符，请使用像“(.｜\\n)”的模式。
(pattern)	匹配pattern并获取这一匹配的子字符串。该子字符串用于向后引用。要匹配圆括号字符，请使用“\\(”或“\\)”。
x｜y	匹配x或y。例如，“z｜food”能匹配“z”或“food”。“(z｜f)ood”则匹配“zood”或“food”。
[xyz]	字符集合（character class）。匹配所包含的任意一个字符。例如，“[abc]”可以匹配“plain”中的“a”。其中特殊字符仅有反斜线\\保持特殊含义，用于转义字符。其它特殊字符如星号、加号、各种括号等均作为普通字符。脱字符^如果出现在首位则表示负值字符集合；如果出现在字符串中间就仅作为普通字符。连字符 - 如果出现在字符串中间表示字符范围描述；如果如果出现在首位则仅作为普通字符。
[^xyz]	排除型（negate）字符集合。匹配未列出的任意字符。例如，“[^abc]”可以匹配“plain”中的“plin”。
[a-z]	字符范围。匹配指定范围内的任意字符。例如，“[a-z]”可以匹配“a”到“z”范围内的任意小写字母字符。
[^a-z]	排除型的字符范围。匹配任何不在指定范围内的任意字符。例如，“[^a-z]”可以匹配任何不在“a”到“z”范围内的任意字符。

优先级为从上到下从左到右，依次降低：

运算符	说明
\\	转义符
(), (?:), (?=), []	括号和中括号
*、+、?、{n}、{n,}、{n,m}	限定符
^、$、\\任何元字符	定位点和序列
｜	选择

grep模式匹配命令

基本操作

grep命令用于打印输出文本中匹配的模式串，它使用正则表达式作为模式匹配的条件。

在通过grep命令使用正则表达式之前，先介绍一下它的常用参数：

参数	说明
-b	将二进制文件作为文本来进行匹配
-c	统计以模式匹配的数目
-i	忽略大小写
-n	显示匹配文本所在行的行号
-v	反选，输出不匹配行的内容
-r	递归匹配查找
-A n	n为正整数，表示after的意思，除了列出匹配行之外，还列出后面的n行
-B n	n为正整数，表示before的意思，除了列出匹配行之外，还列出前面的n行
--color=auto	将输出中的匹配项设置为自动颜色显示

使用正则表达式

使用基本正则表达式，BRE

• 位置

查找/etc/group文件中以"shiyanlou"为开头的行

$ grep ‘shiyanlou‘ /etc/group
$ grep ‘^shiyanlou‘ /etc/group

• 数量

# 将匹配以‘z‘开头以‘o‘结尾的所有字符串
$ echo ‘zero\\nzo\\nzoo‘ | grep ‘z.*o‘
# 将匹配以‘z‘开头以‘o‘结尾，中间包含一个任意字符的字符串
$ echo ‘zero\\nzo\\nzoo‘ | grep ‘z.o‘
# 将匹配以‘z‘开头,以任意多个‘o‘结尾的字符串
$ echo ‘zero\\nzo\\nzoo‘ | grep ‘zo*‘

注意：其中\\n为换行符

• 选择

# grep默认是区分大小写的，这里将匹配所有的小写字母
$ echo ‘1234\\nabcd‘ | grep ‘[a-z]‘
# 将匹配所有的数字
$ echo ‘1234\\nabcd‘ | grep ‘[0-9]‘
# 将匹配所有的数字
$ echo ‘1234\\nabcd‘ | grep ‘[[:digit:]]‘
# 将匹配所有的小写字母
$ echo ‘1234\\nabcd‘ | grep ‘[[:lower:]]‘
# 将匹配所有的大写字母
$ echo ‘1234\\nabcd‘ | grep ‘[[:upper:]]‘
# 将匹配所有的字母和数字，包括0-9,a-z,A-Z
$ echo ‘1234\\nabcd‘ | grep ‘[[:alnum:]]‘
# 将匹配所有的字母
$ echo ‘1234\\nabcd‘ | grep ‘[[:alpha:]]‘

# 排除字符
$ $ echo ‘geek\\ngood‘ | grep ‘[^o]‘

注意:当^放到中括号内为排除字符，否则表示行首。

下面包含完整的特殊符号及说明：

 

特殊符号	说明
[:alnum:]	代表英文大小写字节及数字，亦即 0-9, A-Z, a-z
[:alpha:]	代表任何英文大小写字节，亦即 A-Z, a-z
[:blank:]	代表空白键与 [Tab] 按键两者
[:cntrl:]	代表键盘上面的控制按键，亦即包括 CR, LF, Tab, Del.. 等等
[:digit:]	代表数字而已，亦即 0-9
[:graph:]	除了空白字节 (空白键与 [Tab] 按键) 外的其他所有按键
[:lower:]	代表小写字节，亦即 a-z
[:print:]	代表任何可以被列印出来的字节
[:punct:]	代表标点符号 (punctuation symbol)，亦即：" ‘ ? ! ; : # $...
[:upper:]	代表大写字节，亦即 A-Z
[:space:]	任何会产生空白的字节，包括空白键, [Tab], CR 等等
[:xdigit:]	代表 16 进位的数字类型，因此包括： 0-9, A-F, a-f 的数字与字节

 

使用扩展正则表达式，ERE

要通过grep使用扩展正则表达式需要加上-E参数，或使用egrep

• 数量

# 只匹配"zo"
$ echo ‘zero\\nzo\\nzoo‘ | grep -E ‘zo{1}‘
# 匹配以"zo"开头的所有单词
$ echo ‘zero\\nzo\\nzoo‘ | grep -E ‘zo{1,}‘

• 选择

# 匹配"www.shiyanlou.com"和"www.google.com"
$ echo ‘www.shiyanlou.com\\nwww.baidu.com\\nwww.google.com‘ | grep -E ‘www\\.(shiyanlou|google)\\.com‘
# 或者匹配不包含"baidu"的内容
$ echo ‘www.shiyanlou.com\\nwww.baidu.com\\nwww.google.com‘ | grep -Ev ‘www\\.baidu\\.com‘

sed 流编辑器

sed工具在 man 手册里面的全名为"sed - stream editor for filtering and transforming text"，意即，用于过滤和转换文本的流编辑器。

sed常用参数介绍

sed 命令基本格式：

sed [参数]... [执行命令] [输入文件]...
# 形如：
$ sed -i ‘1s/sad/happy/‘ test # 表示将test文件中第一行的"sad"替换为"happy"

参数	说明
-n	安静模式，只打印受影响的行，默认打印输入数据的全部内容
-e	用于在脚本中添加多个执行命令一次执行，在命令行中执行多个命令通常不需要加该参数
-f filename	指定执行filename文件中的命令
-r	使用扩展正则表达式，默认为标准正则表达式
-i	将直接修改输入文件内容，而不是打印到标准输出设备

sed编辑器的执行命令（这里”执行“解释为名词）

[n1][,n2]command
[n1][~step]command
# 其中一些命令可以在后面加上作用范围，形如：
$ sed -i ‘s/sad/happy/g‘ test # g表示全局范围
$ sed -i ‘s/sad/happy/4‘ test # 4表示指定行中的第四个匹配字符串

sed执行命令格式：

[n1][,n2]command
[n1][~step]command
# 其中一些命令可以在后面加上作用范围，形如：
$ sed -i ‘s/sad/happy/g‘ test # g表示全局范围
$ sed -i ‘s/sad/happy/4‘ test # 4表示指定行中的第四个匹配字符串

其中n1,n2表示输入内容的行号，它们之间为,逗号则表示从n1到n2行，如果为～波浪号则表示从n1开始以step为步进的所有行；command为执行动作，下面为一些常用动作指令：

命令	说明
s	行内替换
c	整行替换
a	插入到指定行的后面
i	插入到指定行的前面
p	打印指定行，通常与-n参数配合使用
d	删除指定行

 

sed操作举例

我们先找一个用于练习的文本文件：

$ cp /etc/passwd ~

打印指定行

# 打印2-5行
$ nl passwd | sed -n ‘2,5p‘
# 打印奇数行
$ nl passwd | sed -n ‘1~2p‘

 

行内替换

# 将输入文本中"shiyanlou" 全局替换为"hehe",并只打印替换的那一行，注意这里不能省略最后的"p"命令
$ sed -n ‘s/shiyanlou/hehe/gp‘ passwd

注意： 行内替换可以结合正则表达式使用。

 

行间替换

$ nl passwd | grep "shiyanlou"
# 删除第21行
$ sed -n ‘21c\\www.shiyanlou.com‘ passwd
（这里我们只把要删的行打印出来了，并没有真正的删除，如果要删除的话，请使用-i参数）

awk文本处理语言

AWK是一种用于处理文本的编程语言工具。

awk的一些基础概念

awk所有的操作都是基于pattern(模式)—action(动作)对来完成的，如下面的形式：

$ pattern {action}

你可以看到就如同很多编程语言一样，它将所有的动作操作用一对{}花括号包围起来。其中pattern通常是是表示用于匹配输入的文本的“关系式”或“正则表达式”，action则是表示匹配后将执行的动作。在一个完整awk操作中，这两者可以只有其中一个，如果没有pattern则默认匹配输入的全部文本，如果没有action则默认为打印匹配内容到屏幕。

 

awk命令基本格式

awk [-F fs] [-v var=value] [-f prog-file | ‘program text‘] [file...]

其中-F参数用于预先指定前面提到的字段分隔符（还有其他指定字段的方式） ，-v用于预先为awk程序指定变量，-f参数用于指定awk命令要执行的程序文件，或者在不加-f参数的情况下直接将程序语句放在这里，最后为awk需要处理的文本输入，且可以同时输入多个文本文件。

awk操作体验

先用vim新建一个文本文档

$ vim test

包含如下内容：

I like linux
www.shiyanlou.com

• 使用awk将文本内容打印到终端

# "quote>" 不用输入
$ awk ‘{
> print
> }‘ test
# 或者写到一行
$ awk ‘{print}‘ test

说明:在这个操作中我是省略了pattern，所以awk会默认匹配输入文本的全部内容，然后在"{}"花括号中执行动作，即print打印所有匹配项，这里是全部文本内容

• 将test的第一行的每个字段单独显示为一行

$ awk ‘{
> if(NR==1){
> print $1 "\\n" $2 "\\n" $3
> } else {
> print}
> }‘ test

# 或者
$ awk ‘{
> if(NR==1){
> OFS="\\n"
> print $1, $2, $3
> } else {
> print}
> }‘ test

说明:你首先应该注意的是，这里我使用了awk语言的分支选择语句if,它的使用和很多高级语言如C/C++语言基本一致，如果你有这些语言的基础，这里将很好理解。另一个你需要注意的是NR与OFS，这两个是awk内建的变量，NR表示当前读入的记录数，你可以简单的理解为当前处理的行数，OFS表示输出时的字段分隔符，默认为" "空格，如上图所见，我们将字段分隔符设置为\\n换行符，所以第一行原本以空格为字段分隔的内容就分别输出到单独一行了。然后是$N其中N为相应的字段号，这也是awk的内建变量，它表示引用相应的字段，因为我们这里第一行只有三个字段，所以只引用到了$3。除此之外另一个这里没有出现的$0，它表示引用当前记录（当前行）的全部内容。

• 将test的第二行的以点为分段的字段换成以空格为分

$ awk -F‘.‘ ‘{
> if(NR==2){
> print $1 "\\t" $2 "\\t" $3
> }}‘ test

# 或者
$ awk ‘
> BEGIN{
> FS="."
> OFS="\\t"  # 如果写为一行，两个动作语句之间应该以";"号分开  
> }{
> if(NR==2){
> print $1, $2, $3
> }}‘ test
说明：这里的-F参数，前面已经介绍过，它是用来预先指定待处理记录的字段分隔符。我们需要注意的是除了指定OFS我们还可以在print 语句中直接打印特殊符号如这里的\\t，print打印的非变量内容都需要用""一对引号包围起来。上面另一个版本，展示了实现预先指定变量分隔符的另一种方式，即使用BEGIN，就这个表达式指示了，其后的动作将在所有动作之前执行，这里是FS赋值了新的"."点号代替默认的" "空格

awk常用的内置变量

变量名	说明
FILENAME	当前输入文件名，若有多个文件，则只表示第一个。如果输入是来自标准输入，则为空字符串
$0	当前记录的内容
$N	N表示字段号，最大值为NF变量的值
FS	字段分隔符，由正则表达式表示，默认为" "空格
RS	输入记录分隔符，默认为"\\n"，即一行为一个记录
NF	当前记录字段数
NR	已经读入的记录数
FNR	当前输入文件的记录数，请注意它与NR的区别
OFS	输出字段分隔符，默认为" "空格
ORS	输出记录分隔符，默认为"\\n"