shell脚本----正则表达式与文本处理器（grep，sed，awk用法）

一、正则表达式概述

• 正则表达式又称正规表达式、常规表达式。是使用单个字符串来描述、匹配一系列符合某个句法规则的字符串， 是一种匹配字符串的方法，通过一些特殊符号，实现快速查找、删除、替换某个特定字符串。

二、基础正则表达式

1、grep

• 选项：
  -n 表示行号
  -i 表示不区分大小写
  -v 反向过滤
• （1）查找特定字符

grep -n 'the' test.txt    ##查看带‘the’的行
grep -in 'the' test.txt   ##忽略大小写查看
grep -n  '*' test.txt     ##查看带有*的行

• （2）利用中括号“[ ]”来查找集合字符

grep -n 'sh[io]rt' test.txt    ##查看带有short和shirt的行
grep -n 'oo' test.txt          ##查看带有oo的
grep -n '[^w]oo' test.txt      ##不以w开头并带有oo的行
grep -n '^[a-zA-Z]' test.txt   ##以a到z或A到Z开头的行
grep -n '[^a-z]oo' test.txt    ##查看oo前面没有a-z的行
grep -n '[0-9]' test.txt       ##查看包含数字的行

-v 与 ‘[^ ]’ 有区别的

• （3）查找行首“^”与行尾字符“$”

grep -n '\.$' test.txt     ##显示以.为结尾的行
grep -n '^[a-z]' test.txt  ##查找以a-z为开头的行
grep -n '^[^a-zA-Z]' test.txt  ##查找不以a-z和A-Z为开头的行
grep -n‘^$’test.txt            ##查找空白行

• （4）查找任意一个字符“.”与重复字符“*”

grep -n 'w..d' test.txt      ##wd之间为任意2个字符
grep -n 'ooo*' test.txt      ##*前面的字符出现0次或多次  
grep -n 'woo*d' test.txt     ##查询以 w 开头 d 结尾，中间包含至少一个 o 的字符串
grep -n 'w.*d' test.txt      ##以 w 开头 d 结尾，中间的字符可有可无的字符串
若*前面没有字符，则作为一个普通的字符

• （5）查找连续字符范围“{}”，限定次数范围的字符“{}”
  需要利用转义字符“\”，将“{}”字符转换成普通字符

① 查询o重复2次的字符，匹配2个o的倍数

grep -n 'o\{2\}' test.txt

② 查询以 w 开头以 d 结尾，中间包含 2～5 个 o 的字符串

grep -n 'wo\{2,5\}d' test.txt

③ 查询以 w 开头以 d 结尾，中间包含 2 个或 2 个以上 o 的字符串

grep -n 'wo\{2,\}d' test.txt

2，扩展正则表达式（egrep）

• 使用基础正则表达式查询除文件中空白行与行首为“#”之外的行（通常用于查看生效的配置文件），
  执行“grep -v‘^KaTeX parse error: Expected group after '^' at position 21: ….txt | grep -v‘^̲#’”如果使用扩展正则表达式，…|^#’test.txt”，其中，单引号内的管道符号表示或者（or）grep 命令仅支持基础正则表达式，如果使用扩展正则表达式，需要使用 egrep 或 awk 命令
• 扩展正则表达式常见元字符
  -+ 作用：重复一个或者一个以上的前一个字符

示例：执行“egrep -n 'wo+d' test.txt”   ##即可查询"wood" "woood" "woooooood"等字符串
同grep -n ‘woo*d’test.txt    或者grep -n ‘wo\{1,\}d’test.txt 用法

？ 作用：零个或者一个的前一个字符

示例：执行“egrep -n 'bes?t' test.txt”    ##即可查询“bet”“best”这两个字符串
同grep -n 'wo\{0,1\}d' test.txt

| 作用：使用或者（or）的方式找出多个字符

 示例：执行“egrep -n 'of|is|on' test.txt”   ##查询"of"或者"if"或者"on"字符串

( ) 作用：查找“组”字符串

  示例：“egrep -n 't(a|e)st' test.txt”。将“a”与“e”列于“()”符号当中，并以“|”分隔，即可查询"tast"或者"test"字符串

( )+ 作用：辨别多个重复的组

示例：“egrep -n 'A(xyz)+C' test.txt”  ##查询开头的"A"结尾是"C"，中间有一个以上的"xyz"字符串的意思

三、文本处理器sed

 sed 工具  可以在无交互的情况下实现相当复杂的文本处理操作
 sed 的工作流程主要包括读取、执行和显示三个过程

1.sed 命令常见用法

• sed [选项] ‘操作’ 参数

• sed [选项] -f scriptfile 参数
  “参数”是指操作的目标文件， 当存在多个操作对象时用，文件之间用逗号“，”分隔；
  而 scriptfile 表示脚本文件，需要用“-f” 选项指定，
  当脚本文件出现在目标文件之前时，表示通过指定的脚本文件来处理输入的目标文件。

• sed 命令选项
  -e 或–expression=：表示用指定命令或者脚本来处理输入的文本文件。
  -f 或–file=：表示用指定的脚本文件来处理输入的文本文件。
  -h 或–help：显示帮助。
  -n、–quiet 或 silent：表示仅显示处理后的结果。
  -i：直接编辑文本文件。

• “操作”用于指定对文件操作的动作行为，也就是 sed 的命令。通常情况下是采用的“[n1[,n2]]”操作参数的格式。n1、n2 是可选的，代表选择进行操作的行数，如操作需要在 5～ 20 行之间进行，则表示为“5，20 动作行为”。常见的操作包括以下几种。
  a：增加，在当前行下面增加一行指定内容。
  c：替换，将选定行替换为指定内容。
  d：删除，删除选定的行。
  i：插入，在选定行上面插入一行指定内容。
  p：打印，如果同时指定行，表示打印指定行；如果不指定行，则表示打印所有内容；如果有非打印字符，则以 ASCII 码输出。其通常与“-n”选项一起使用。
  s：替换，替换指定字符。
  y：字符转换。

2.用法示例

• （1）输出符合条件的文本（p 表示正常输出）

sed -n 'p' test.txt     ##输出所有内容,等同于 cat test.txt
sed -n '3p' test.txt	##输出第 3 行
sed -n '3,5p' test.txt	##输出 3~5 行
sed -n 'p;n' test.txt	##输出所有奇数行,n 表示读入下一行资料
sed -n 'n;p' test.txt	##输出所有偶数行,n 表示读入下一行资料
sed -n '1,5{p;n}' test.txt ##输出第 1~5 行之间的奇数行(第 1、3、5 行) 
sed -n '10,${n;p}' test.txt	##输出第 10 行至文件尾之间的偶数行

• sed 命令与正则表达式结合使用的示例

sed -n '/the/p' test.txt	##输出包含the 的行
sed -n '4,/the/p' test.txt	##输出从第 4 行至第一个包含 the 的行
sed -n '/the/=' test.txt    ##输出包含the 的行所在的行号,等号(=)用来输出行号
sed -n '/^PI/p' test.txt	##输出以PI 开头的行
sed -n '/[0-9]$/p' test.txt	##输出以数字结尾的行
sed -n '/\/p' test.txt##输出包含单词wood 的行,\<、\>代表单词边

• （2）删除符合条件的文本（d） nl 命令用于计算文件的行数

nl test.txt | sed '3d'	    ##删除第 3 行
nl test.txt | sed '3,5d'	##删除第 3~5 行
nl test.txt | sed '/cross/d'##删除包含 cross 的行,原本的第 8 行被删除；
如果要删除不包含 cross 的行,用!符号表示取反操作, 如'/cross/！d'
sed '/^[a-z]/d' test.txt	##删除以小写字母开头的行
sed '/\.$/d' test.txt    	##删除以"."结尾的行
sed '/^$/d' test.txt	    ##删除所有空行
若 是 删 除 重 复 的 空行 ， 即 连 续 的 空 行 只 保 留 一 个 ， 执 行
“sed -e‘/^$/{n;/^$/d}’test.txt”  ##其效果与“cat -s test.txt”相同，n 表示读下一行数据。

• （3）替换符合条件的文本
  s（字符串替换）、c（整行/整块替换）、y（字符转换）命令选项

sed 's/the/THE/' test.txt	##将每行中的第一个the 替换为 THE
sed 's/l/L/2' test.txt	    ##将每行中的第 2 个 l 替换为 L
sed 's/the/THE/g' test.txt	##将文件中的所有the 替换为 THE
sed 's/o//g' test.txt  	    ##将文件中的所有o 删除(替换为空串)
sed 's/^/#/' test.txt	    ##每行行首插入#号
sed '/the/s/^/#/' test.txt	##在包含the 的每行行首插入#号
sed 's/$/EOF/' test.txt	    ##在每行行尾插入字符串EOF
sed '3,5s/the/THE/g' test.txt	##将第 3~5 行中的所有 the 替换为 THE
sed '/the/s/o/O/g' test.txt	    ##将包含the 的所有行中的 o 都替换为 O

• （4）迁移符合条件的文本
  H:复制到剪贴板；
  g、G:将剪贴板中的数据覆盖/追加至指定行；
  w：保存为文件；
  r：读取指定文件；
  a：追加指定内容。

sed '/the/{H;d};$G' test.txt	##将包含the 的行迁移至文件末尾,{;}用于多个操作
sed '1,5{H;d};17G' test.txt	    ##将第 1~5 行内容转移至第 17 行后
sed '/the/w out.file' test.txt	##将包含the 的行另存为文件 out.file
sed '/the/r /etc/hostname' test.txt	##将文件/etc/hostname 的内容添加到包含 the 的每行以后
sed '3aNew' test.txt	        ##在第 3 行后插入一个新行,内容为New
sed '/the/aNew' test.txt	    ##在包含the 的每行后插入一个新行,内容为 New
sed '3aNew1\nNew2' test.txt	    ##在第 3 行后插入多行内容,中间的\n 表示换行

• （5）使用脚本编辑文件“-f”选项来调用

sed '1,5{H;d};17G' test.txt	//将第 1~5 行内容转移至第 17 行后
写一个脚本vi opt.list
     1,5H   ---复制
     1,5d    ---删除
     17G    ---粘贴
sed -f opt.list test.txt  --调用脚本

• （6）sed 直接操作文件示例

编写一个脚本，用来调整 vsftpd 服务配置，要求禁止匿名用户，但允许本地用户（也允许写入）。
[root@localhost ~]# vim local_only_ftp.sh
#!/bin/bash
#指定样本文件路径、配置文件路径
SAMPLE="/usr/share/doc/vsftpd-3.0.2/EXAMPLE/INTERNET_SITE/vsftpd.conf " CONFIG="/etc/vsftpd/vsftpd.conf"
#备份原来的配置文件,检测文件名为/etc/vsftpd/vsftpd.conf.bak 备份文件是否存在, 若不存在则使用 cp 命令进行文件备份
[ ! -e "$CONFIG.bak" ] && cp $CONFIG $CONFIG.bak # 基于样本配置进行调整,覆盖现有文件
sed -e '/^anonymous_enable/s/YES/NO/g' $SAMPLE > $CONFIG
sed -i -e '/^local_enable/s/NO/YES/g' -e '/^write_enable/s/NO/YES/g' $CONFIG grep "listen" $CONFIG || sed -i '$alisten=YES' $CONFIG
#启动vsftpd 服务,并设为开机后自动运行
systemctl restart vsftpd systemctl enable vsftpd
[root@localhost ~]# chmod +x local_only_ftp.sh

四、awk 工具逐行读取输入文本，并根据指定的匹配模式进行查找，

对符合条件的内容进行格式化输出或者过滤处理，
可以在无交互的情况下实现相当复杂的文本操作

1.awk 常见用法

• awk 选项 ‘模式或条件 {编辑指令}’ 文件 1 文件 2 … //过滤并输出文件中符合条件的内容
• awk -f 脚本文件 文件 1 文件 2 … //从脚本中调用编辑指令,过滤并输出内容
  在使用 awk 命令的过程中,可以使用逻辑操作符
  “&&”表示“与”、“||” 表示“或”、“！”表示“非”；
  还可以进行简单的数学运算，如+、-、*、/、%、^分别表示加、减、乘、除、取余和乘方。
  单引号加上大括号“{}”用于设置对数据进行的处理动作。
  awk 可以直接处理目标文件，也可以通过“-f”读取脚本对目标文件进行处理。
  awk -F ‘:’ ‘{print $1,$3,$4}’ /etc/passwd 查找出/etc/passwd 的用户名、用户 ID、组 ID 等列
• awk 包含几个特殊的内建变量（可直接用）如下所示：
  FS（-F）：指定每行文本的字段分隔符，默认为空格或制表位。-F
  NF：当前处理的行的字段个数。
  NR：当前处理的行的行号（序数）。
  $0：当前处理的行的整行内容。
  $n：当前处理行的第 n 个字段（第 n 列）。
  FILENAME：被处理的文件名。
  RS：数据记录分隔，默认为\n，即每行为一条记录。

2.用法示例

• （1）按行输出文本

awk '{print}' test.txt	     ##输出所有内容,等同于 cat test.txt
awk '{print $0}' test.txt	 ##输出所有内容,等同于 cat test.txt
awk 'NR==1,NR==3{print}' test.txt	##输出第 1~3 行内容
awk '(NR>=1)&&(NR<=3){print}' test.txt	##输出第 1~3 行内容
awk 'NR==1||NR==3{print}' test.txt	##输出第 1 行、第 3 行内容
awk '(NR%2)==1{print}' test.txt	##输出所有奇数行的内容
awk '(NR%2)==0{print}' test.txt	##输出所有偶数行的内容
awk '/^root/{print}' /etc/passwd	   ##输出以root 开头的行
awk '/nologin$/{print}' /etc/passwd	   ##输出以 nologin 结尾的行
awk 'BEGIN {x=0};/\/bin\/bash$/{x++};END {print x}' /etc/passwd
    ##统计以/bin/bash 结尾的行数,等同于 grep -c "/bin/bash$" /etc/passwd
awk 'BEGIN{RS=""};END{print NR}' /etc/squid/squid.conf
    ##统计以空行分隔的文本段落数

• （2）按字段输出文本

awk '{print $3}' test.txt	     ##输出每行中(以空格或制表位分隔)的第 3 个字段
awk '{print $1,$3}' test.txt	 ##输出每行中的第 1、3 个字段
awk -F : '$2==""{print}' /etc/shadow   ##输出密码为空的用户的shadow 记录
awk 'BEGIN {FS=":"}; $2==""{print}' /etc/shadow
 ##  输出密码为空的用户的shadow 记录
awk -F : '$7~"/bash"{print $1}' /etc/passwd
  ##输出以冒号分隔且第 7 个字段中包含/bash 的行的第 1 个字段
awk '($1~"nfs")&&(NF==8){print $1,$2}' /etc/services
  ## 输出包含 8 个字段且第 1 个字段中包含 nfs 的行的第 1、2 个字段
awk -F : '($7!="/bin/bash")&&($7!="/sbin/nologin"){print}' /etc/passwd
  ## 输出第 7 个字段既不为/bin/bash 也不为/sbin/nologin 的所有行
  

• （3）通过管道、双引号调用 Shell 命令

awk -F: '/bash$/{print | "wc -l"}' /etc/passwd
 ## 调用wc -l 命令统计使用 bash 的用户个数,等同于 grep -c "bash$" /etc/passwd
awk 'BEGIN {while ("w" | getline) n++ ; {print n-2}}'
 ## 调用w 命令,并用来统计在线用户数
awk 'BEGIN { "hostname" | getline ; print $0}'
 ## 调用hostname,并输出当前的主机名

五、sort 工具 常用的文件排序工具：sort、uniq

• 语法为“sort [选项] 参数”
  -f：忽略大小写；
  -b：忽略每行前面的空格；
  -M：按照月份进行排序；
  -n：按照数字进行排序；
  -r：反向排序；
  -u：等同于 uniq，表示相同的数据仅显示一行；
  -t：指定分隔符，默认使用[Tab]键分隔；
  -o <输出文件>：将排序后的结果转存至指定文件；
  -k：指定排序区域。

示例 1：将/etc/passwd 文件中的账号进行排序。
[root@localhost ~]# sort /etc/passwd   按首字母排
示例 2：将/etc/passwd 文件中第三列进行反向排序。
[root@localhost ~]# sort -t ':' -rk 3 /etc/passwd 
示例 3：将/etc/passwd 文件中第三列进行排序，并将输出内容保存至 user.txt 文件中。
[root@localhost ~]# sort -t ':' -k 3 /etc/passwd -o user.txt 
[root@localhost ~]# cat user.txt 

六、uniq 工具

• Uniq 工具在 Linux 系统中通常与 sort 命令结合使用，用于报告或者忽略文件中的重复行。
• 语法格式为：uniq [选项] 参数
  -c：进行计数；
  -d：仅显示重复行；
  -u：仅显示出现一次的行

示例 1：删除 testfile 文件中的重复行。
[root@localhost ~]# cat testfile
Linux 10
Linux 20
Linux 30
Linux 30
CentOS 6.5
CentOS 6.5
CentOS 7.3
CentOS 7.3
[root@localhost ~]# uniq testfile
Linux 10
Linux 20
Linux 30
CentOS 6.5
CentOS 7.3
示例 2：删除 testfile 文件中的重复行，并在行首显示该行重复出现的次数。
[root@localhost ~]# uniq -c testfile
示例 3：查找 testfile 文件中的重复行。
[root@localhost ~]# uniq -d testfile

七、tr 工具

常用来对来自标准输入的字符进行替换、压缩和删除。
可以将一组字符替换之后变成另一组字符，经常用来编写优美的单行命令

• 语法格式为：tr [选项] [参数]
  -c：取代所有不属于第一字符集的字符；
  -d：删除所有属于第一字符集的字符；
  -s：把连续重复的字符以单独一个字符表示；
  -t：先删除第一字符集较第二字符集多出的字符

示例 1：将输入字符由大写转换为小写。
[root@localhost ~]# echo "KGC" | tr 'A-Z' 'a-z'
kgc
示例 2：压缩输入中重复的字符。
[root@localhost ~]# echo "thissss is	a text linnnnnnne." | tr -s 'sn'
this is a text line.
示例 3：删除字符串中某些字符。
[root@localhost ~]# echo 'hello world' | tr -d 'od'
hell wrl