文本三剑客之sed编辑器

一、sed简介

1.1 什么是sed？

Sed是一个强大的文本处理工具，其名称是Stream Editor（流编辑器）的缩写。它被设计用于根据用户定义的规则对文本进行逐行处理和转换。

Sed通过从输入流中逐行读取文本，并根据用户指定的命令来对每一行进行处理

1.2 sed原理

sed的工作原理是逐行读取输入文本，并根据用户指定的命令对每一行进行处理,通过模式匹配和命令执行来实现文本的处理和转换。

Input Text              Pattern Space              Output Text
------------            --------------            -------------
| Line 1    |    -----> |   Pattern   |    -----> |            |
| Line 2    |           |   Space     |           | Modified   |
| Line 3    |           |             |           |   Text     |
|    ...    |           |             |           |            |
------------            --------------            -------------

“Input Text” 是输入的文本，由多行组成，每一行都会依次进入 “Pattern Space”；

“Pattern Space”是 sed 使用的缓冲区。
sed 会根据用户指定的模式（例如，文本匹配规则）进行模式匹配，然后执行相关的命令来处理当前的行。

命令执行完成后，如果有修改操作，那么 “Modified Text” 将会保存修改后的文本，最后输出作为 Sed 的结果。

1.3 sed核心功能

sed的核心功能：增删改查（可配合正则表达式）
查： p
 ​
删： d
 ​
改： s（字符串替换）、c（整行替换）、y（对应字符进行替换，效果类似tr命令）
 ​
增： i（在行前插入内容）、a（在行后添加内容）、r（在行后读入文件的内容）
 ​
复制粘贴：H（复制）、d（删除）、G（粘贴到指定行下方）

二、sed命令格式详解

2.1 命令格式

sed [option]... 'script;script;...' [input  file...]
     选项         自身脚本语法         支持标准输入管道

2.2 常用选项

选项	功能
-n	不输出模式空间内容到屏幕，即不自动打印
-e	多点编辑
-f FILE	从指定文件中读取编辑脚本
-r或者-E	使用扩展正则表达式
-i.bak	备份文件并原处编辑
-s	将多个文件视为独立文件，而不是单个连续的长文件流

sed -n -e '/^r/p'  -e'/^b/p' /etc/passwd 
#把passwd文件中r为首和b为首的内容打印出来

2.3 sed脚本语法

2.3.1 基本语法结构

[address]<command>[options]
 匹配范围   命令      选项

address  表示要匹配的行范围，可以是单个行号、行号范围或正则表达式。
command  表示要在匹配的行上执行的命令。
options  是一些可选的参数，用于修改命令的行为。

2.3.2 地址部分-----指定匹配范围

在 sed 脚本中，地址部分用于指定要匹配的行范围。
地址部分可以是单个行号、行号范围或正则表达式。

1）不指定范围

地址部分是可选的，如果不指定地址，Sed 将对所有行都执行命令

2）单个行号

#基本格式#
sed  'n' file #处理第n行的内容，n为具体正整数

#举个例子#
sed '2d' file #删除文件中的第 2 行。

3）行号范围

#基本格式#
sed 'x,y' file  #处理x行到y行的内容，x和y为正整数且x

sed 'x,+y' file #处理x行和x行后y行的内容

#举个例子#
sed '2,5d' file  #删除文件中第2行到第5行的内容

sed '2,+5d' file #删除文件中第2行到第7行的内容

4） 使用正则表达式匹配范围

#基本格式#
sed '/pattern/' file #根据正则表达式来匹配目标行

sed '/pattern1/,/pattern2/' file 
#匹配正则表达式1和正则表达式2间的行，并根据command进行处理

sed 'x,/pattern/' file  #x行到正则表达式匹配到的行之间的内容
sed '/pattern/,y' file  #正则表达式匹配到的行到y行之间的内容

#举个例子#
sed -n  '/^root/,/^byyd/p' test 

5）步进

'~' 符号

#怎么表示奇数行？
sed  -n '1~2p' #从第一行开始，步进为2打印，即1 3 5 7。。。
sed '0~2d'

#怎么表示偶数行？
sed  -n '2~2p' #从第二行开始，步进为2打印，即2 4 6 8。。。
sed '1~2d' 

6）最后一行和倒序匹配

`$` 符号用于表示最后一行

sed -n '$' file #对最后一行进行操作

sed -n '$,$-n' file #倒数第n行到最后一行

#补充知识
! 表示逻辑非操作，表示匹配不到指定的行使用 `
&& 逻辑与操作
|| 逻辑或操作

2.3.3 命令部分-----要执行的命令

命令	功能
p	将匹配到的行打印输出
Ip	忽略大小写输出
d	删除模式空间匹配的行，并立即启用下一轮循环
a\	将指定的文本添加到匹配到的行后面
i\	将指定的文本插入到匹配到的行前面
c\	替换行为单行或多行文本
w file	保存模式匹配的行至指定文件
r file	读取指定文件的文本至模式空间中匹配到的行后
=	为模式空间中的行打印行号
!	模式空间中匹配行取反处理
q	结束或退出sed

面试题
1.用sed打印到第三行

sed -n '1,3p' 文件

sed '3q'  文件 #q是自动退出，打印到第三行就退出

2.打印从第三行开始，继续往后打印三行

sed -n '3,+3p'

特殊字符和转义序列

&: 表示与模式匹配的整个文本。
\1, \2, ...: 表示与模式中括号内的子表达式匹配的文本。
\n: 表示换行符。
\t: 表示制表符。
\\: 表示反斜杠。

三、sed查找替换

3.1 基本语法

sed 's/要查找的内容/替换的内容/修饰符' 文件名 
# '/'为分隔符，可以用'@' 或者 '#'
# 要查找的内容可以用正则表达式 
# 替换的内容无法用正则表达式

# 修饰符 #
g 行内全局替换
p 显示替换成功的行
w   /PATH/FILE 将替换成功的行保存至文件中
I,i   忽略大小写

sed -i 's/r..t/&er/g'  /etc/passwd
# &代指前面找到的内容

3.2 分组+后向引用

分组（Grouping）
通过将模式的一部分放入一个分组中，可以将这部分模式视为一个单元，后续可以通过引用该分组在替换中使用。

后向引用（Backreference）
在替换中使用前面定义的分组的内容。在sed命令中，可以使用 \数字的形式引用分组，其中数字表示分组的顺序。

在替换中使用\1来引用第一个分组的内容。如果有多个分组，可以使用\2、\3等来引用后续分组的内容。

#举个例子#

echo 123abcxyz | sed -nr 's/(123)(abc)(xyz)/\1/p'
# -n 关闭自动打印 -r 使用扩展正则表达式
# 123分成1组  abc分组第二组  xyz分成第三组 
# \1/p 表示打印第一组

示例一：仅显示本机IP地址

ifconfig ens33 | sed -nr 's/.*inet (.*)  netmask.*/\1/p'

示例二：仅显示tmp文件的权限

stat tmp | sed -nr  '4s/.*\(([0-9]+)\/.*/\1/p'
# ( 和 \ 需要转译

3.3 变量调用

sed允许使用变量来替代文本中的特定部分。
需要先定义变量。

name=root #定义变量
sed -nr '/'$name'/p' /etc/passwd #打印出包含root的内容
或者
sed -nr /"$name"/p /etc/passwd

四、sed练习

示例一:增加内容（ a i c ）
都是临时添加

sed  '2,4ihello world' /test/passwd #在第2-4行前面添加 

sed '2ahello wold\n' /test/passwd #在第二行后面添加并回车

sed '$ahello' /test/passwd #最后一行后

sed '/stu0/a hello world;3p;3i shell' /test/passwd 
#a后面的内容都会被视为添加内容

示例二：多点编辑

sed -n -e '1p' -e '3p' /test/passwd

示例三：分组操作

sed -ne '/root/{s/root/ROOT/;s/x/X/g}' -ne '1,10p' /test/passwd
#/root所在行/ {将所在行的root替换成ROOT x替换成X}  打印1-10行    

示例四：搜索替换

#1-5行的开头加上#
sed  -n '1,5s/^/#/gp' /test/passwd
#g为全局替换

示例五：删除

sed '/nologin/d' /test/passwd #删除包含nologin的

示例六：仅提取日志文件中的IP地址和时间戳

cat log | sed -nr 's/(.*) - - \[(.*) +.*\] .*/\1 \2/p'