Linux系統中的管道命令、grep命令、sed命令和awk命令

来源:https://www.cnblogs.com/xyh9039/p/18337347
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本章將和大家分享Linux系統中的管道命令、grep命令、sed命令和awk命令。廢話不多說，下麵我們直接進入主題。 一、管道命令 Linux 中的管道命令（pipe）是一種非常強大的特性，它允許你將一個命令的輸出作為另一個命令的輸入。管道命令極大地增強了命令行的靈活性和功能，使得複雜的數據處理任務 ...


本章將和大家分享Linux系統中的管道命令、grep命令、sed命令和awk命令。廢話不多說，下麵我們直接進入主題。

一、管道命令

Linux 中的管道命令（pipe）是一種非常強大的特性，它允許你將一個命令的輸出作為另一個命令的輸入。管道命令極大地增強了命令行的靈活性和功能，使得複雜的數據處理任務變得簡單。

1、基本語法

command1 | command2

command1 的輸出會被傳遞給 command2 作為其輸入。

可以鏈式使用多個管道命令，例如 command1 | command2 | command3。

2、示例

1）查看系統進程並按記憶體使用量排序

ps aux --sort=-%mem | less

這裡，ps aux --sort=-%mem 命令列出所有進程並按記憶體使用率降序排序，然後通過管道傳遞給 less 命令，使得你可以逐頁查看輸出。

2）查找包含特定文本的文件，並計算行數

grep '特定文本' 文件名 | wc -l

這裡，grep '特定文本' 文件名 命令查找文件中包含“特定文本”的行，然後將這些行傳遞給 wc -l 命令來計算行數。

3）查看當前目錄的文件和目錄，然後僅顯示目錄

ls -l | grep '^d'

ls -l 命令以長格式列出當前目錄的內容，然後通過管道傳遞給 grep '^d' 命令，後者僅匹配以 d（表示目錄）開頭的行。

4）使用多個管道進行複雜的數據處理

假設你有一個日誌文件，你想要找出所有錯誤消息（假設以 "ERROR" 開頭），並計算這些消息的數量，同時忽略大小寫：

grep -i 'error' 日誌文件.log | wc -l

這裡，grep -i 'error' 日誌文件.log 命令使用 -i 選項忽略大小寫地查找包含 "error" 的行，然後通過管道傳遞給 wc -l 命令來計數。

3、註意事項

  • 管道命令中的每個命令都在其子 shell 中運行，因此它們之間的變數不是共用的。
  • 管道命令中每個命令的輸入和輸出都是通過標準輸入（stdin）和標準輸出（stdout）進行的，除非特別重定向了輸入或輸出。
  • 管道命令中的錯誤輸出（stderr）預設不會傳遞給下一個命令，除非使用重定向或特殊的命令（如 2>&1）來合併標準輸出和錯誤輸出。

二、grep命令

主要作用是文件過濾分割與合併，grep（global search regular expression(RE) and print out the line，全面搜索正則表達式並把行列印出來）是一種強大的文本搜索工具，它能使用正則表達式搜索文本，並把匹配的行列印出來。

1、基本語法

grep [選項]... 模式 [文件]...
  • 選項：可以調整 grep 的行為，如忽略大小寫、顯示匹配行的行號等。
  • 模式：指定要搜索的文本模式，可以是簡單的字元串或複雜的正則表達式。
  • 文件：指定要搜索的文件名。如果沒有指定文件名，grep 將從標準輸入讀取數據。

2、常用選項

  • -i：忽略大小寫。
  • -v：反向選擇，只顯示不匹配的行。
  • -c：計算匹配的行數，而不是顯示行內容。
  • -l：只列出包含匹配文本的文件名，而不顯示匹配的行。
  • -n：顯示匹配的行號。
  • -r 或 -R：遞歸搜索子目錄中的文件。
  • -E：使用擴展的正則表達式。
  • -F：將模式作為固定字元串處理，而不是正則表達式。
  • -o：只輸出匹配的部分，而不是整行。
  • -A 數字：顯示匹配行以及之後的幾行。
  • -B 數字：顯示匹配行以及之前的幾行。
  • -C 數字：顯示匹配行以及上下文的幾行。

3、示例

1）基本語法

grep pattern file.txt

2）忽略大小寫

grep -i pattern file.txt

3）顯示行號

grep -n pattern file.txt

4）遞歸搜索所有子目錄

grep -rnw '/path/to/directory' -e 'pattern'

5）只顯示文件名

grep -l pattern *.txt

6）只顯示匹配的行數

grep -c pattern file.txt

7）匹配整個單詞

grep -w pattern file.txt

8）使用正則表達式

grep -E '\bword\b' file.txt

9）顯示上下文的幾行

grep -C 2 pattern file.txt

10）搜索文件中的所有“error”字元串

grep "error" /var/log/syslog

11）搜索當前目錄及子目錄下所有文件中包含“function”的行，並顯示行號

grep -rn "function" .

12）計算文件中包含“warning”的行數

grep -c "warning" file.txt

13）反向選擇，顯示不包含“debug”的所有行

grep -v "debug" file.txt

14）在多個文件中查找

grep "match_pattern" file_1 file_2 file_3 ...

15）標記匹配顏色 --color=auto 選項

grep "match_pattern" file_name --color=auto

16）使用正則表達式 -E 選項

grep -E "[1-9]+"
或
egrep "[1-9]+"

17）只輸出文件中匹配到的部分 -o 選項

[root@localhost ~]# echo this is a test line. | grep -o -E "[a-z]+\."
line.
[root@localhost ~]# echo this is a test line. | egrep -o "[a-z]+\."
line.

18）統計文件或者文本中包含匹配字元串的行數 -c 選項

grep -c "text" file_name

19）輸出包含匹配字元串的行數 -n 選項

grep "text" -n file_name
或
cat file_name | grep "text" -n

#多個文件
grep "text" -n file_1 file_2

20）搜索多個文件並查找匹配文本在哪些文件中

grep -l "text" file1 file2 file3...

4、grep遞歸搜索文件

1）在多級目錄中對文本進行遞歸搜索

grep "text" . -r -n
# .表示當前目錄

2）忽略匹配樣式中的字元大小寫

[root@localhost ~]# echo "hello world" | grep -i "HELLO"
hello world

3）選項 -e 制動多個匹配樣式

[root@localhost ~]# echo this is a text line | grep -e "is" -e "line" -o
is
is
line
#也可以使用-f選項來匹配多個樣式，在樣式文件中逐行寫出需要匹配的字元。
[root@localhost myfolder]# cat patfile
aaa
bbb
[root@localhost myfolder]# echo aaa bbb ccc ddd eee | grep -f patfile -o
aaa
bbb

4）在grep搜索結果中包括或者排除指定文件

#只在目錄中所有的.php和.html文件中遞歸搜索字元"main()"
grep "main()" . -r --include *.{php,html}

#在搜索結果中排除所有README文件
grep "main()" . -r --exclude "README"

#在搜索結果中排除filelist文件列表裡的文件
grep "main()" . -r --exclude-from filelist

5）grep靜默輸出

grep -q "test" filename
#不會輸出任何信息，如果命令運行成功返回0，失敗則返回非0值。一般用於條件測試。

6）列印出匹配文本之前或者之後的行

#顯示匹配某個結果之後的3行，使用 -A 選項：
[root@localhost myfolder]# seq 10 | grep "5" -A 3
5
6
7
8

#顯示匹配某個結果之前的3行，使用 -B 選項：
[root@localhost myfolder]# seq 10 | grep "5" -B 3
2
3
4
5

#顯示匹配某個結果的前三行和後三行，使用 -C 選項：
[root@localhost myfolder]# seq 10 | grep "5" -C 3
2
3
4
5
6
7
8

#如果匹配結果有多個，會用“--”作為各匹配結果之間的分隔符：
[root@localhost myfolder]# echo -e "a\nb\nc\na\nb\nc" | grep a -A 1
a
b
--
a
b

三、sed命令

sed 是一種線上編輯器，它一次處理一行內容。處理時，把當前處理的行存儲在臨時緩衝區中，稱為“模式空間”（pattern space），接著用sed命令處理緩衝區中的內容，處理完成後，把緩衝區的內容送往屏幕。接著處理下一行，這樣不斷重覆，直到文件末尾。文件內容並沒有改變，除非你使用重定向存儲輸出。Sed主要用來自動編輯一個或多個文件；簡化對文件的反覆操作；編寫轉換程式等。

1、基本語法

sed [選項]... '{命令}' [輸入文件]...
  • 選項：控制sed的行為，如-i直接修改文件內容，-e允許多個編輯命令等。
  • 命令：用單引號括起來，指定要對文本執行的操作。
  • 輸入文件：指定sed要處理的文件。如果未指定文件，sed將從標準輸入讀取數據。

2、常用選項

  • -e：添加一個編輯命令。
  • -f：從文件中讀取編輯命令。
  • -i：直接修改文件內容。
  • -n：抑制預設輸出，只輸出被明確指定的行。
  • -r：啟用擴展正則表達式支持。
  • -u：以原子方式更新文件（與 -i 一起使用）。

3、命令格式

sed 命令的基本格式是：

[address][,address] command
  • address：可以是行號或正則表達式，用於指定命令作用的範圍。
  • command：要執行的操作。

4、常用命令

  • p：列印匹配的行。
  • d：刪除匹配的行。
  • s：替換文本。
  • i：在指定行之前插入文本。
  • a：在指定行之後追加文本。
  • c：替換匹配的行。

5、示例

1）列印文件的前幾行

sed -n '1,5p' filename

-n選項和p命令一起使用，僅列印被p命令指定的行（這裡是前1~5行）。

2）刪除文件中的空行

sed '/^$/d' filename

使用正則表達式/^$/匹配空行，d命令刪除這些行。

3）替換文本

sed 's/old/new/g' filename

將文件中的"old"替換為"new"。g標誌表示全局替換（即每行中的所有匹配項）。

4）直接修改文件（危險動作，註意確認）

sed -i 's/old/new/g' filename

-i選項允許sed直接修改文件內容，而不是輸出到標準輸出。

5）在特定行之前或之後插入文本

sed '3i\New line' filename  # 在第3行之前插入"New line"  
sed '3a\New line' filename  # 在第3行之後追加"New line"

6）替換整行

sed '3c\This is a new line' filename

將第3行替換為"This is a new line"。

7）替換字元串並保存結果

sed -i 's/pattern/replacement/g' file.txt

這將直接修改 file.txt 文件中的內容。

8）讀取多個文件並應用相同的編輯

sed 's/pattern/replacement/g' file1.txt file2.txt

9）使用多個編輯命令

sed -e 's/pattern1/replacement1/g' -e 's/pattern2/replacement2/g' file.txt

10）使用行號指定編輯範圍

sed '1,10 s/pattern/replacement/g' file.txt

11）以行為單位的新增/刪除

將 ./file 的內容列出並且列印行號，同時刪除2~5行內容：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed '2,5d'
     1  11
     6  66
     7  77
     8  88
     9  99
......

因為2~5行內容被刪除了，所以就不顯示2~5行的內容了。

只要刪除第 2 行：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed '2d'
     1  11
     3  33
     4  44
     5  55
     6  66
......

要刪除第 10 到最後一行：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed '10,$d'
     1  11
     2  22
     3  33
     4  44
     5  55
     6  66
     7  77
     8  88
     9  99

在第2行後面加上[drink tea]字樣：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed '2a drink tea'
     1  11
     2  22
drink tea
     3  33
     4  44
     5  55
     6  66
     7  77
     8  88
     9  99
......

在第2行前面加上[drink tea]字樣：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed '2i drink tea'
     1  11
drink tea
     2  22
     3  33
     4  44
     5  55
     6  66
     7  77
......

如果要增加兩行以上，例如：[Drink tea or …..]與[drink beer?]：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed '2a Drink tea or ......\
> drink beer?'
     1  11
     2  22
Drink tea or ......
drink beer?
     3  33
     4  44
     5  55
...省略...

每一行之間都必須要以反斜杠“\”來進行新行的添加。

12）以行為單位的替換與顯示

將第2~5行的內容替換為[No 2~5]：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed '2,5c No 2~5'
     1  11
No 2~5
     6  66
     7  77
     8  88
......

通過這個方法我們就能夠將數據整行取代了！

僅列出 ./file 文件內的第 5~7 行內容：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed -n '5,7p'
     5  55
     6  66
     7  77

13）數據的搜尋並顯示

搜索 ./file 有aa關鍵字的行，並且只輸出匹配的行：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed -n '/aa/p'
    17  aa
    32  dsaaaaaaaaaassdasdassdadadssdasdasd3213213213
    37  Gaaa
    59  aaaaa

其中使用-n表示只列印匹配的行。

14）數據的搜尋並刪除

刪除 ./file 所有包含“22”的行，其他行輸出：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed '/22/d'
     1  11
     3  33
     4  44
     5  55
     6  66
......

15）數據的搜尋並執行命令

搜索 ./file 文件找到root對應的行，執行後面花括弧中的一組命令，每個命令之間用分號分隔，這裡把 test 替換為 testNew，再輸出這行：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed -n '/root/{s/test/testNew/;p}'
    32  testNew admin root

如果只替換 ./file 的第一個 test 關鍵字為 testNew ，就退出：

[root@localhost myfolder]# nl ./file | sed -n '/test/{s/test/testNew/;p;q}'
    32  testNew admin root

最後的q表示退出。

16）數據的搜尋並替換

除了整行的處理模式之外，sed 還可以用行為單位進行部分數據的搜尋並取代。基本上 sed 的搜尋、替代與 vi 類似：

sed 's/要被取代的字串/新的字串/g'

四、awk命令

awk是行處理器：相比較屏幕處理的優點，在處理大文件時不會出現記憶體溢出或是處理緩慢的問題，通常用來格式化文本信息。

awk處理過程：依次對每一行進行處理，然後輸出。

1、基本語法

awk [options] 'pattern {action}' [filename]
  • options：命令行選項，用於控制awk的工作方式。這些選項包括設置欄位分隔符、定義變數等。
  • pattern：模式匹配，用於指定哪些行或記錄需要被處理。模式可以是正則表達式、條件表達式或布爾表達式。如果省略pattern，則對所有行執行action。
  • action：當模式匹配成功時，需要執行的命令或語句。這些命令或語句可以是內置的awk命令，也可以是自定義的代碼塊。
  • filename：指定要處理的文件名。如果省略，則預設從標準輸入讀取。

2、常用選項

  • -F fs 或 --field-separator=fs：設置欄位分隔符，預設為空格。
  • -v var=val 或 --assign=var=val：定義變數及其初始值。
  • -f script-file 或 --file=script-file：從文件中讀取awk腳本。
  • -i inplace 或 --inplace：直接在原文件上修改（註意：這個選項在GNU awk中可能不被支持，需要使用其他工具如sed實現）。
  • -n 或 --non-decimal-data：允許非十進位數被識別。
  • -W interactive 或 --interactive：以交互模式運行。

3、腳本語法

awk 腳本通常由模式（pattern）和動作（action）組成。基本形式為：

pattern { action }
  • pattern：一個表達式，如果為真，則執行 action。
  • action：一組要執行的命令。

如果省略 pattern，則預設為 true，意味著 action 將應用於每一行。

4、內置變數

awk 提供了一些內置變數來簡化腳本編寫：

  • ARGC：命令行參數的數量。
  • ARGV：命令行參數的數組。
  • ENVIRON：環境變數的數組。
  • FILENAME：當前文件名。
  • FNR：當前文件中的記錄編號。
  • FS：欄位分隔符。
  • NF：當前記錄中的欄位數量。
  • NR：所有處理過的記錄總數。
  • OFS：輸出欄位分隔符。
  • ORS：輸出記錄分隔符。
  • RS：輸入記錄分隔符。

5、函數

awk 提供了多種內置函數來處理文本和數值數據：

  • print：輸出數據。
  • printf：格式化輸出數據。
  • getline：從文件中讀取一行。
  • split：分割字元串到數組。
  • gsub：全局替換。
  • match：正則表達式匹配。
  • rand 和 srand：生成隨機數。
  • sqrt, exp, log, sin, cos, atan2：數學函數。
  • tolower 和 toupper：轉換字元串為小寫或大寫。
  • length：返回字元串長度。
  • index：返回子字元串的位置。
  • substr：獲取子字元串。
  • mktime：轉換日期字元串為時間戳。

6、awk命令形式

awk [-F|-f|-v] 'BEGIN{} /pattern/ {command1;command2} END{}' [filename]
  • [-F|-f|-v]  大參數，-F指定分隔符，-f調用腳本，-v定義變數 var=value
  • ' '  引用代碼塊
  • BEGIN  初始化代碼塊，在對每一行進行處理之前，初始化代碼，主要是引用全局變數，設置FS分隔符
  • /pattern/  匹配代碼塊，可以是字元串或正則表達式
  • {}  命令代碼塊，包含一條或多條命令
  • ;  多條命令使用分號分隔
  • END  結尾代碼塊，在對每一行進行處理之後再執行的代碼塊，主要是進行最終計算或輸出結尾摘要信息
  • [filename]  需要處理的文件

7、特殊要點

$0 表示整個當前行
$1 每行第一個欄位
$n 當前記錄的第n個欄位，欄位間由FS分隔
NF 欄位數量變數
NR 每行的記錄號，多文件記錄遞增
FNR 與NR類似，不過多文件記錄不遞增，每個文件都從1開始
\t 製表符
\n 換行符
FS BEGIN時定義分隔符(預設是任何空格)
RS 輸入的記錄分隔符， 預設為換行符(即文本是按一行一行輸入)
~ 匹配，與==相比不是精確比較
!~ 不匹配，不精確比較
== 等於，必須全部相等，精確比較
!= 不等於，精確比較
&& 邏輯與
||  邏輯或
OFS 輸出欄位分隔符， 預設也是空格，可以改為製表符等
ORS 輸出的記錄分隔符，預設為換行符，即處理結果也是一行一行輸出到屏幕
-F'[:#/]' 定義三個分隔符

8、示例

1） 列印所有行

awk '{print}' file.txt

2）列印特定列

awk '{print $1}' file.txt  # 列印第一列

3）計算總和

awk '{sum += $1} END {print sum}' numbers.txt

4）過濾特定模式

awk '/pattern/ {print}' file.txt

5）使用多個模式

awk '/pattern1/ || /pattern2/ {print}' file.txt

6）自定義分隔符

awk -F: '{print $1}' /etc/passwd  # 使用冒號作為分隔符，列印/etc/passwd文件的第一列（用戶名）

9、註意事項

  • awk預設按行處理文本，並使用空格作為欄位分隔符。
  • awk支持變數定義、流程式控制制（如if、else、for、while）、數學函數和字元串函數等高級功能。
  • awk還提供了BEGIN和END兩個特殊的模式塊，BEGIN塊在讀取任何輸入行之前執行，END塊在讀取完所有輸入行之後執行。
  • awk中的$0代表整行文本，$1、$2、$3...代表第一個、第二個、第三個欄位等。
  • awk還包含一些內置變數，如NR（當前記錄號，即行號）、NF（當前記錄的欄位數，即每行的列數）等。

這些只是 awk 基礎使用的冰山一角。awk 的功能非常強大，可以編寫複雜的腳本來處理各種各樣的任務。

 

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