Shell—正则表达式（grep命令、sed工具）

前言

正则表达式对于系统管理员来说是非常重要的，熟练运用正则表达式可使工作变得更加简单、方便。

一、正则表达式概述

正则表达式定义
正则表达式，又称正规表达式、常规表达式
使用字符串来描述、匹配一系列符合某个规则的字符串
简单来说，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。

正则表达式组成
普通字符：大小写字母、数字、标点符号及一些其他符号
元字符：在正则表达式中具有特殊意义的专用字符

正则表达式的用途
正则表达式对于系统管理员来说是非常重要的，系统运行过程中会产生大量的信息，这些信息有些是非常重要的，有些则仅是告知的信息。身为系统管理员如果直接看这么多的信息数据，无法快速定位到重要的信息，如“用户账号登录失败”“服务启动失败”等信息。这时可以通过正则表达式快速提取“有问题”的信息。如此一来，可以将运维工作变得更加简单、方便。

正则表达式分类
基础正则表达式
扩展正则表达式

Linux中文本处理工具
支持基础正则表达式：grep；sed
支持扩展正则表达式：egrep；awk

基础正则表达式元字符
基础正则表达式是常用的正则表达式部分
除了普通字符外，常见到以下元字符

■ \  ：转义字符，\!、 \n等     #让特殊意义的元字符作普通字符使用
■ ^ ：匹配字符串开始的位置
例: ^a、 ^the、 ^#
■ $ ：匹配字符串结束的位置
例: word$
■  . ：匹配除\n之外的任意的一个字符
 例: go.d、 g..d
■  * ：匹配前面子表达式0次或者多次
 例: goo*d、 go.*d
■ [list] ：匹配list列表中的一个字符
 例: go[ola]d 、[abc]、 [a-z]、 [a-z0-9]
■ [^list] ：匹配任意不在list列表中的一个字符
 例: [^a-z]、 [^0-9]、 [^A-Z0-9]
■ \{n,m\} ：匹配前面的子表达式n到m次，有\{n\}、 \{n,\}、\{n,m\}三种格式
 例: go\{2\}d、 go\{2,3\}d、 go\{2,\}d
 注意：“o｛1,}” 等价于 “o+”  ；“o{0,}” 则等价于 “o*”

二、grep 命令

2.1 grep的使用规则:

-n：表示显示行号
-i ：表示不区分大小写
-v：表示反向过滤
[ ]：查找集合字符

2.2 用法示例

grep -n 'the' test.txt     #文件检索出带‘the’的行并显示行号
grep -vn 'the' test.txt   #文件反向检索出不带‘the’的行并显示行号
grep -n 'sh[oi]rt' test.txt  #文件检索出带‘short’或‘shirt‘的行并显示行号
grep -n 'oo' test.txt   #文件检索出至少带连续oo的行并显示行号
grep -n 'o\{2\}' test.txt   #文件检索出至少带连续oo的行并显示行号
grep -n 'o\{2,\}' test.txt   #文件检索出至少带连续oo的行并显示行号
grep -n '[^w]oo' test.txt   #文件检索出连续oo前面不带w的行并显示行号
grep -n '^[^w]oo' test.txt  #文件检索出除w外，任意*oo开头的行并显示行号
grep -n ' [^a-z]oo ' test.txt  #文件检索出连续oo前面不是小写字母的行并显示行号
grep -n '[0-9]' test.txt    #文件检索出包含数字的行并显示行号
grep -n '[^0-9]' test.txt  #文件检索出不包含纯数字的行并显示行号，非纯数字也会匹配
grep -n '[^#]' test.txt   #文件检索出不包含#的行并显示行号
grep -n '^the' test.txt  #文件检索出以‘the’开头的行并显示行号
grep -n ‘^[a-z] ' test.txt   #文件检索出以小写字母开头的行并显示行号
grep -n ‘^[A-Z] ' test.txt   #文件检索出以大写字母开头的行并显示行号
grep -n '^[^a-zA-Z]' test.txt   #文件检索出不以字母开头的行并显示行号
grep -n '\.$' test.txt  #文件检索出以 . 号结尾的行并显示行号
grep -n '^$' test.txt   #文件检索出空行并显示行号
grep -n 'w..d' test.txt  #文件检索出带有w开头，d结尾，中间两个任意字符的行并显示行号
grep -n 'ooo*' test.txt  #文件检索出带有连续oo或两个0以上的行并显示行号
grep -n 'oo*' test.txt  #文件检索出带有o或一个0以上的行并显示行号
grep -n 'w.*d' test.txt   #文件检索出带有w开头，d结尾，中间任意字符也可中间什么也没有的行并显示行号
grep -n '[0-9][0-9]*' test .txt  #文件检索出带有数字的行并显示行号

三、sed 工具

sed(StreamEDitor)
一个强大而简单的文本解析转换工具，可以读取文本，并根据指定的条件对文本内容进行编辑(删除、替换、添加、移动等)，最后输出所有行或者仅输出处理的某些行。

3.1 sed 工具使用规则

sed的工作流程
主要包括读取、执行和显示三个过程
读取: sed从输入流(文件、管道、标准输入)中读取一-行内容并存储到临时的缓冲区中(又称模式空间，pattern space）
执行:默认情况下，所有的sed命令都在模式空间中顺序地执行，除非指定了行的地址，否则sed命令将会在所有的行上依次执行。
显示:发送修改后的内容到输出流。在发送数据后，模式空间将会被清空。在所有的文件内容都被处理完成之前，上述过程将重复执行，直至所有内容被处理完。
注意：默认情况下所有的sed命令都是在模式空间内执行的，因此输入的文件并不会发生任何变化，除非是用重定向存储输出。

sed命令常见用法
sed [选项] ‘操作’ 参数
sed [选项] -f scriptfile 参数

常见的sed命令选项
-e script: 指定sed编辑命令
-f scriptfile: 指定的文件中是sed编辑命令
-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

常见sed命令的操作
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。
p:n #奇数行
n:p #偶数行

3.2 用法示例

1、输出符合条件的文本(p表示正常输出）
nl test.txt | sed -n ‘p’ #输出test.txt内容，nl是显示行号和内容，为的是输出结果带上行号

nl test.txt | sed -n '3p'   #输出test.txt内容第三行带行号
nl test.txt | sed -n '2,5p'   #输出test.txt内容二到五行带行号
nl test.txt | sed -n 'p:n'   #输出test.txt内容奇数行带行号，要先删除空格
nl test.txt | sed -n 'n:p'   #输出test.txt内容偶数行带行号，要先删除空格
nl test.txt | sed -n '1,5{p;n}'  #输出test.txt内容奇数行1~5行带行号
nl test.txt | sed -n '1,10{n;p}'  #输出test.txt内容偶数行1~10行带行号
nl test.txt l sed -n '10,${n; p}'  #输出test.txt内容10行到最后一行的偶数行带行号
sed -n '/the/p' test.txt     #输出test.txt带the的内容
grep -n 'the' test.txt   #文件检索出带‘the’的行并显示行号
nl test.txt | sed -n '4,/the/p'    #输出test.txt内容4行以后带‘the’的行带行号
sed -n '/the/=' test.txt   #输出带‘the’的行的行号
sed -n '/^PI/p' test.txt     #查找以‘PI’开头的行输出
sed -n '/[0-9]$/p' test.txt   #查找以数字结尾的行输出
grep 'wood' test.txt   #查找带‘wood’的行输出
sed -n '/\/p' test.txt    #输出包含‘wood’的行，\< \>代表单词边界

2、删除符合条件的文本 （d） #只删除输出流，不删除源文件
nl 命令用于计算文件的行数和显示内容

nl test.txt | sed '3d'        #删除文本第三行
nl test.txt | sed '3,5d'        #删除文本第三到第五行
nl test.txt l sed -n '/cross/p'     #查找带‘cross’的行输出带行号
nl test.txt l sed  '/cross/d'     #删除带‘cross’的行
nl test.txt l sed  '/cross/!d'     #！取反，保留带‘cross’的行
sed '/^[a-z]/d' test.txt | nl  #删除以小写字母开头的行，结果显示行号
sed '/^[a-z]/d' test.txt     #删除以小写字母开头的行
sed -n '/\.$/d' test.txt   #删除以 . 号结尾的行
sed 'p' test.txt    #所有内容输出
sed '/^$/d' test. txt   #删除空行
sed '/.$/d' test.txt   #删除任意字符结尾的行，等于全删

3、替换符合条件的文本
使用 sed 命令进行替换操作时需要用到 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/1/L/2' test.txt    #将每行中的第2个1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      #在每行行首插入#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/0/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
在使用sed 命令迁移符合条件的文本时，常用到以下参数：

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
注:\n和\r的区别:
\n:换行符  是另起一新行
\r :回车符  光标回到一旧行的开头;

5、使用脚本编辑文件
使用sed脚本将多个编辑指令存放到文件中(每行一条编辑指令），通过“-f”选项来调用。

[root@client2 ~]# vi opt.list    #建立一个文件
5H       #文件内是sed的操作
5d
16G
[root@client2 ~]# sed -f opt.list test.txt      #对test.txt进行操作

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

[root@server2 ~]# useradd dada
[root@server2 ~]# passwd dada
[root@server2 ~]# useradd xiaoxiao
[root@server2 ~]# passwd xiaoxiao
[root@server2 ~]# vi ftp.sh
#!/bin/bash
A=vsftpd
FTP=/etc/vsftpd/vsftpd.conf
yum -y install $A
sed -i -e '/local_enable/s/NO/YES/g' $FTP
sed -i -e '/write_enable/s/NO/YES/g' $FTP
sed -i -e 's/^#chroot_local_user=YES/chroot_local_user=YES/g' $FTP
sed -i  '$aallow_writeable_chroot=YES' $FTP
sed -i -e '/listen/s/NO/YES/g' $FTP
sed -i -e '/listen_ipv6/s/YES/NO/g' $FTP
systemctl start $A
netstat -anpt | grep $A
[root@server2 ~]# chmod +x ftp.sh
[root@server2 ~]# ./ftp.sh

客户机上安装ftp进行访问

[root@server1 ~]# yum -y install ftp
[root@server1 ~]# ftp 20.0.0.11
Name (20.0.0.11:root): dada
ftp> exit
[root@server1 ~]# ftp 20.0.0.11
Name (20.0.0.11:root): xiaoxiao
ftp> exit

验证成功