正则表达式及三剑客（grep，awk，sed）详解

博文结构
什么是正则表达式
基础正则表达式
延伸正则表达式
文件的格式化与相关处理

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一.grep

正则表达式是对字符串操作的一种逻辑公式，就是用事先定义好的一些特定字符、及这些特定字符的组合，组成一个“规则字符串”，这个“规则字符串”用来表达对字符串的一种过滤逻辑。

• 正则表达式对于系统管理员的用途

由于系统如果在繁忙的情况之下，每天产生的讯息信息会多到你无法想像的地步，而我们也都知道，系统的“错误讯息登录文件”的内容记载了系统产生的所有讯息，当然，这包含你的系统是否被“***”的记录数据

• 正则表达式的广泛用途

在编写处理字符串的程序时，经常会有查找符合某些复杂规则的字符串的需要。正则表达式就是用于描述这些规则的工具。换句话说，正则表达式就是记录文本规则的代码。

• 正则表达式与shell在linux当中的角色定位
  不论是对于系统的认识与系统的管理部分

• 延伸的正则表达式

正则表达式的字串表示方式依照不同的严谨度而分为：基础正则表达式与延伸正则表达式。延伸型正则表达式除了简单的一组字串处理之外，还可以作群组的字串处理

• 基础正则表达式

1.语系对正则表达式的影响

zh_TW.big5 及 C 这两种语系的输出结果分别如下：
LANG=C 时：0 1 2 3 4 ... A B C D ... Z a b c d ...z
LANG=zh_TW 时：0 1 2 3 4 ... a A b B c C d D ... z Z

2.正则表达式有三部分组成：

案例如下:

[root@localhost ~]# grep -n "the" /etc/man_db.conf   
\\-n 显示行号  搜寻特定字符串
[root@localhost ~]# grep -vn 'the' /etc/man_db.conf 
\\反转查找 意思就是查找不是‘the’的行显示出来

[root@localhost ~]# grep -in 'the' /etc/man_db.conf 
\\取得不论大小写的 the 这个字串
[root@localhost ~]# grep -n 't[ae]se' /etc/man_db.conf 
\\想要搜寻 test 或 tast 这两个单字时，可以发现到

[root@localhost ~]# grep -n '[^g]oo' /etc/man_db.conf 
\\利用中括号【】来搜寻集合字符
\\^开头  $结束
[root@localhost ~]# grep -n '[0-9]' /etc/man_db.conf 
\\取得有数字的那一行

[root@localhost ~]# grep -n '^the' /etc/man_db.conf 
\\行首与行尾字符^ $  

中括号内的^表示反向搜寻
中括号外的^表示以……开头

[root@localhost ~]# grep -n '^[a-z]' /etc/man_db.conf 
\\查找开头为小写字母
[root@localhost ~]# grep -n '^[[:lower:]]' /etc/man_db.conf 
\\这和上面一条一样都是显示小写字母，可以看上面那个图
[root@localhost ~]# grep -n '^[^a-zA-Z]' /etc/man_db.conf 
\\不想要开头是英文字母

[root@localhost ~]# grep -n '\.$' /etc/man_db.conf 
\\找出来，行尾结束为小数点（.）的那一行

特别注意到，因为小数点具有其他意义所以必须要使用跳脱字符（\）来加以解除其特殊意义

Windows的断行字符。 （.^M$）
Linux的断行字符 . （.$）

**. （小数点）：代表“一定有一个任意字符”的意思；

*（星星号）：代表“重复前一个字符， 0 到无穷多次”的意思，为组合形态
**

[root@localhost ~]# grep -n 'g..d' /etc/man_db.conf 
\\查找g？？d共有四个字符开头为g，结尾为d
[root@localhost ~]# grep -n 'ooo*' /etc/man_db.conf 
\\查找至少两个 o 以上的字串
\\注意，o*为一个单位，*代表重复前面的字母无限次
[root@localhost ~]# grep -n 'goo*g' /etc/man_db.conf 
\\字串开头与结尾都是 g，但是两个 g 之间仅能存在至少一个 o
[root@localhost ~]# grep -n '[]0-9[0-9]*' /etc/man_db.conf 
\\找出“任意数字”的行列

[root@localhost ~]# grep -n 'go\{2,5\}g' /etc/man_db.conf 
\\找出 g 后面接 2 到 5 个 o ，然后再接一个 g 的字串
[root@localhost ~]# grep -n 'go\{2,\}g' /etc/man_db.conf 
\\找出2 个 o 以上的 goooo....g

注：“正则表达式的特殊字符”与一般在命令行输入指令的“万用字符”并不相同，例如，在万用字符当中的 代表的是“ 0 ~ 无限多个字符”的意思，但是在正则表达式当中， 则是“重复 0 到无穷多个的前一个 RE 字符”的意思～使用的意义并不相同，不要混了

二.sed

语法如下：
[root@localhost ~]# ]sed [-nefr] [动作 ]

选项与参数如下:
-n :使用安静(silent)模式。在一般sed的用法中，所有来自STDIN 的数据一般都会被列出到屏幕上。但如果加上-n参数后，则只有经过sed特殊处理的那一行(或者动作)才会被列出来。
-e :直接在命令行界面上进行sed的动作编辑;
-f :直接将sed的动作写在一一个文件内， -f filename 则可以执行filename 内的sed动作;
-r:sed的动作支持的是延伸型正则表达式的语法。(默认是基础正则表达式语法)
-i:直接修改读取的文件内容，而不是由屏幕输出。

案例：

[root@localhost ~]# nl /etc/passwd | sed '2,5'd
\\删除2到5行内容
[root@localhost ~]# nl /etc/passwd | sed 'asd'
\\在所有后面行加上asd
[root@localhost ~]# nl /etc/passwd | sed '2a da ....\
aaa'
\\增将两行以上
[root@localhost ~]# nl /etc/passwd | sed '2,5c    ccccccccccccc'
\\第2-5行的内容取代成为ccccccccc
[root@localhost ~]# nl /etc/passwd | sed -n '5,7p'
\\仅列出5到7行的内容

部分数据的搜寻与取代的功能
sed 's/要被取代的字串/新的字串/g'
sed 的“ -i ”选项可以直接修改文件内容，

• 延伸正则表达式

三.awk

awk是一个强大的工具，相对于grep的查找，sed的编辑，awk在其对数据分析并生成报告时，显得尤为强大。简单来说awk就是把文件逐行的读入，以空格为默认分隔符将每行切片，切开的部分再进行各种分析处理。

语法如下：
[root@localhost ~]# awk '条 件类型1{动作1}条件类型2{动作2} .. ' filenamne

[root@localhost ~]# last -n 5 | awk '{print $1 "\t" $3}'
\\取出帐号与登陆者的 IP ，且帐号与 IP 之间以 [tab] 隔开

**整个 awk 的处理流程是：

1. 读入第一行，并将第一行的数据填入 $0, $1, $2.... 等变量当中；
2. 依据 "条件类型" 的限制，判断是否需要进行后面的 "动作"；
3. 做完所有的动作与条件类型；
4. 若还有后续的“行”的数据，则重复上面 1~3 的步骤，直到所有的数据都读完为止。
   **

[root@localhost ~]# last -n 5 | awk '{print $1 "\t lines: "NR"\t columns: "NF}'
root     lines: 1    columns: 10
root     lines: 2    columns: 10
(unknown     lines: 3    columns: 10
reboot   lines: 4    columns: 11
root     lines: 5    columns: 10
     lines: 6    columns: 0
wtmp     lines: 7    columns: 7
[root@localhost ~]# 
\\在awk内的NR，NF等变量要用大写，且不需要$!

• awk的逻辑运算字符

• 逻辑运算上面亦即所谓的大于、小于、等于等判断式上面，习惯上是以“ == ”来表示；
• 如果是直接给予一个值，例如变量设置时，就直接使用 = 而已。