Linux系统中的管道命令、grep命令、sed命令和awk命令
本章将和大家分享Linux系统中的管道命令、grep命令、sed命令和awk命令。废话不多说，下面我们直接进入主题。一、管道命令
Linux 中的管道命令（pipe）是一种非常强大的特性，它允许你将一个命令的输出作为另一个命令的输入。管道命令极大地增强了命令行的灵活性和功能，使得复杂的数据处理任务变得简单。
1、基本语法
command1 | command2command1 的输出会被传递给 command2 作为其输入。
可以链式使用多个管道命令，例如 command1 | command2 | command3。
2、示例
1）查看系统进程并按内存使用量排序
ps aux --sort=-%mem | less这里，ps aux --sort=-%mem 命令列出所有进程并按内存使用率降序排序，然后通过管道传递给 less 命令，使得你可以逐页查看输出。
2）查找包含特定文本的文件，并计算行数
grep '特定文本' 文件名 | wc -l这里，grep '特定文本' 文件名 命令查找文件中包含“特定文本”的行，然后将这些行传递给 wc -l 命令来计算行数。
3）查看当前目录的文件和目录，然后仅显示目录
ls -l | grep '^d'ls -l 命令以长格式列出当前目录的内容，然后通过管道传递给 grep '^d' 命令，后者仅匹配以 d（表示目录）开头的行。
4）使用多个管道进行复杂的数据处理
假设你有一个日志文件，你想要找出所有错误消息（假设以 "ERROR" 开头），并计算这些消息的数量，同时忽略大小写：
grep -i 'error' 日志文件.log | wc -l这里，grep -i 'error' 日志文件.log 命令使用 -i 选项忽略大小写地查找包含 "error" 的行，然后通过管道传递给 wc -l 命令来计数。
3、注意事项
[*]管道命令中的每个命令都在其子 shell 中运行，因此它们之间的变量不是共享的。
[*]管道命令中每个命令的输入和输出都是通过标准输入（stdin）和标准输出（stdout）进行的，除非特别重定向了输入或输出。
[*]管道命令中的错误输出（stderr）默认不会传递给下一个命令，除非使用重定向或特殊的命令（如 2>&1）来合并标准输出和错误输出。
二、grep命令
主要作用是文件过滤分割与合并，grep（global search regular expression(RE) and print out the line，全面搜索正则表达式并把行打印出来）是一种强大的文本搜索工具，它能使用正则表达式搜索文本，并把匹配的行打印出来。
1、基本语法
grep [选项]... 模式 [文件]...
[*]选项：可以调整 grep 的行为，如忽略大小写、显示匹配行的行号等。
[*]模式：指定要搜索的文本模式，可以是简单的字符串或复杂的正则表达式。
[*]文件：指定要搜索的文件名。如果没有指定文件名，grep 将从标准输入读取数据。
2、常用选项
[*]-i：忽略大小写。
[*]-v：反向选择，只显示不匹配的行。
[*]-c：计算匹配的行数，而不是显示行内容。
[*]-l：只列出包含匹配文本的文件名，而不显示匹配的行。
[*]-n：显示匹配的行号。
[*]-r 或 -R：递归搜索子目录中的文件。
[*]-E：使用扩展的正则表达式。
[*]-F：将模式作为固定字符串处理，而不是正则表达式。
[*]-o：只输出匹配的部分，而不是整行。
[*]-A 数字：显示匹配行以及之后的几行。
[*]-B 数字：显示匹配行以及之前的几行。
[*]-C 数字：显示匹配行以及上下文的几行。
3、示例
1）基本语法
grep pattern file.txt2）忽略大小写
grep -i pattern file.txt3）显示行号
grep -n pattern file.txt4）递归搜索所有子目录
grep -rnw '/path/to/directory' -e 'pattern'5）只显示文件名
grep -l pattern *.txt6）只显示匹配的行数
grep -c pattern file.txt7）匹配整个单词
grep -w pattern file.txt8）使用正则表达式
grep -E '\bword\b' file.txt9）显示上下文的几行
grep -C 2 pattern file.txt10）搜索文件中的所有“error”字符串
grep "error" /var/log/syslog11）搜索当前目录及子目录下所有文件中包含“function”的行，并显示行号
grep -rn "function" .12）计算文件中包含“warning”的行数
grep -c "warning" file.txt13）反向选择，显示不包含“debug”的所有行
grep -v "debug" file.txt14）在多个文件中查找
grep "match_pattern" file_1 file_2 file_3 ...15）标记匹配颜色 --color=auto 选项
grep "match_pattern" file_name --color=auto16）使用正则表达式 -E 选项
grep -E "+"
或
egrep "+"17）只输出文件中匹配到的部分 -o 选项
# echo this is a test line. | grep -o -E "+\."
line.
# echo this is a test line. | egrep -o "+\."
line.18）统计文件或者文本中包含匹配字符串的行数 -c 选项
grep -c "text" file_name19）输出包含匹配字符串的行数 -n 选项
grep "text" -n file_name
或
cat file_name | grep "text" -n
#多个文件
grep "text" -n file_1 file_220）搜索多个文件并查找匹配文本在哪些文件中
grep -l "text" file1 file2 file3...4、grep递归搜索文件
1）在多级目录中对文本进行递归搜索
grep "text" . -r -n
# .表示当前目录2）忽略匹配样式中的字符大小写
# echo "hello world" | grep -i "HELLO"
hello world3）选项 -e 制动多个匹配样式
# echo this is a text line | grep -e "is" -e "line" -o
is
is
line
#也可以使用-f选项来匹配多个样式，在样式文件中逐行写出需要匹配的字符。
# cat patfile
aaa
bbb
# echo aaa bbb ccc ddd eee | grep -f patfile -o
aaa
bbb4）在grep搜索结果中包括或者排除指定文件
#只在目录中所有的.php和.html文件中递归搜索字符"main()"
grep "main()" . -r --include *.{php,html}
#在搜索结果中排除所有README文件
grep "main()" . -r --exclude "README"
#在搜索结果中排除filelist文件列表里的文件
grep "main()" . -r --exclude-from filelist5）grep静默输出
grep -q "test" filename
#不会输出任何信息，如果命令运行成功返回0，失败则返回非0值。一般用于条件测试。6）打印出匹配文本之前或者之后的行
#显示匹配某个结果之后的3行，使用 -A 选项：
# seq 10 | grep "5" -A 3
5
6
7
8
#显示匹配某个结果之前的3行，使用 -B 选项：
# seq 10 | grep "5" -B 3
2
3
4
5
#显示匹配某个结果的前三行和后三行，使用 -C 选项：
# seq 10 | grep "5" -C 3
2
3
4
5
6
7
8
#如果匹配结果有多个，会用“--”作为各匹配结果之间的分隔符：
# echo -e "a\nb\nc\na\nb\nc" | grep a -A 1
a
b
--
a
b三、sed命令
sed 是一种在线编辑器，它一次处理一行内容。处理时，把当前处理的行存储在临时缓冲区中，称为“模式空间”（pattern space），接着用sed命令处理缓冲区中的内容，处理完成后，把缓冲区的内容送往屏幕。接着处理下一行，这样不断重复，直到文件末尾。文件内容并没有改变，除非你使用重定向存储输出。Sed主要用来自动编辑一个或多个文件；简化对文件的反复操作；编写转换程序等。
1、基本语法
sed [选项]... '{命令}' [输入文件]...
[*]选项：控制sed的行为，如-i直接修改文件内容，-e允许多个编辑命令等。
[*]命令：用单引号括起来，指定要对文本执行的操作。
[*]输入文件：指定sed要处理的文件。如果未指定文件，sed将从标准输入读取数据。
2、常用选项
[*]-e：添加一个编辑命令。
[*]-f：从文件中读取编辑命令。
[*]-i：直接修改文件内容。
[*]-n：抑制默认输出，只输出被明确指定的行。
[*]-r：启用扩展正则表达式支持。
[*]-u：以原子方式更新文件（与 -i 一起使用）。
3、命令格式
sed 命令的基本格式是：
[,address] command
[*]address：可以是行号或正则表达式，用于指定命令作用的范围。
[*]command：要执行的操作。
4、常用命令
[*]p：打印匹配的行。
[*]d：删除匹配的行。
[*]s：替换文本。
[*]i：在指定行之前插入文本。
[*]a：在指定行之后追加文本。
[*]c：替换匹配的行。
5、示例
1）打印文件的前几行
sed -n '1,5p' filename-n选项和p命令一起使用，仅打印被p命令指定的行（这里是前1~5行）。
2）删除文件中的空行
sed '/^$/d' filename使用正则表达式/^$/匹配空行，d命令删除这些行。
3）替换文本
sed 's/old/new/g' filename将文件中的"old"替换为"new"。g标志表示全局替换（即每行中的所有匹配项）。
4）直接修改文件（危险动作，注意确认）
sed -i 's/old/new/g' filename-i选项允许sed直接修改文件内容，而不是输出到标准输出。
5）在特定行之前或之后插入文本
sed '3i\New line' filename# 在第3行之前插入"New line"
sed '3a\New line' filename# 在第3行之后追加"New line"6）替换整行
sed '3c\This is a new line' filename将第3行替换为"This is a new line"。
7）替换字符串并保存结果
sed -i 's/pattern/replacement/g' file.txt这将直接修改 file.txt 文件中的内容。
8）读取多个文件并应用相同的编辑
sed 's/pattern/replacement/g' file1.txt file2.txt9）使用多个编辑命令
sed -e 's/pattern1/replacement1/g' -e 's/pattern2/replacement2/g' file.txt10）使用行号指定编辑范围
sed '1,10 s/pattern/replacement/g' file.txt11）以行为单位的新增/删除
将 ./file 的内容列出并且打印行号，同时删除2~5行内容：
# nl ./file | sed '2,5d'
111
666
777
888
999
......因为2~5行内容被删除了，所以就不显示2~5行的内容了。
只要删除第 2 行：
# nl ./file | sed '2d'
111
333
444
555
666
......要删除第 10 到最后一行：
# nl ./file | sed '10,$d'
111
222
333
444
555
666
777
888
999在第2行后面加上字样：
# nl ./file | sed '2a drink tea'
111
222
drink tea
333
444
555
666
777
888
999
......在第2行前面加上字样：
# nl ./file | sed '2i drink tea'
111
drink tea
222
333
444
555
666
777
......如果要增加两行以上，例如：与：
# nl ./file | sed '2a Drink tea or ......\
> drink beer?'
111
222
Drink tea or ......
drink beer?
333
444
555
...省略...每一行之间都必须要以反斜杠“\”来进行新行的添加。
12）以行为单位的替换与显示
将第2~5行的内容替换为：
# nl ./file | sed '2,5c No 2~5'
111
No 2~5
666
777
888
......通过这个方法我们就能够将数据整行取代了！
仅列出 ./file 文件内的第 5~7 行内容：
# nl ./file | sed -n '5,7p'
555
666
77713）数据的搜寻并显示
搜索 ./file 有aa关键字的行，并且只输出匹配的行：
# nl ./file | sed -n '/aa/p'
17aa
32dsaaaaaaaaaassdasdassdadadssdasdasd3213213213
37Gaaa
59aaaaa其中使用-n表示只打印匹配的行。
14）数据的搜寻并删除
删除 ./file 所有包含“22”的行，其他行输出：
# nl ./file | sed '/22/d'
111
333
444
555
666
......15）数据的搜寻并执行命令
搜索 ./file 文件找到root对应的行，执行后面花括号中的一组命令，每个命令之间用分号分隔，这里把 test 替换为 testNew，再输出这行：
# nl ./file | sed -n '/root/{s/test/testNew/;p}'
32testNew admin root如果只替换 ./file 的第一个 test 关键字为 testNew ，就退出：
# nl ./file | sed -n '/test/{s/test/testNew/;p;q}'
32testNew admin root最后的q表示退出。
16）数据的搜寻并替换
除了整行的处理模式之外，sed 还可以用行为单位进行部分数据的搜寻并取代。基本上 sed 的搜寻、替代与 vi 类似：
sed 's/要被取代的字串/新的字串/g'四、awk命令
awk是行处理器：相比较屏幕处理的优点，在处理大文件时不会出现内存溢出或是处理缓慢的问题，通常用来格式化文本信息。
awk处理过程：依次对每一行进行处理，然后输出。
1、基本语法
awk 'pattern {action}'
[*]options：命令行选项，用于控制awk的工作方式。这些选项包括设置字段分隔符、定义变量等。
[*]pattern：模式匹配，用于指定哪些行或记录需要被处理。模式可以是正则表达式、条件表达式或布尔表达式。如果省略pattern，则对所有行执行action。
[*]action：当模式匹配成功时，需要执行的命令或语句。这些命令或语句可以是内置的awk命令，也可以是自定义的代码块。
[*]filename：指定要处理的文件名。如果省略，则默认从标准输入读取。
2、常用选项
[*]-F fs 或 --field-separator=fs：设置字段分隔符，默认为空格。
[*]-v var=val 或 --assign=var=val：定义变量及其初始值。
[*]-f script-file 或 --file=script-file：从文件中读取awk脚本。
[*]-i inplace 或 --inplace：直接在原文件上修改（注意：这个选项在GNU awk中可能不被支持，需要使用其他工具如sed实现）。
[*]-n 或 --non-decimal-data：允许非十进制数被识别。
[*]-W interactive 或 --interactive：以交互模式运行。
3、脚本语法
awk 脚本通常由模式（pattern）和动作（action）组成。基本形式为：
pattern { action }
[*]pattern：一个表达式，如果为真，则执行 action。
[*]action：一组要执行的命令。
如果省略 pattern，则默认为 true，意味着 action 将应用于每一行。
4、内置变量
awk 提供了一些内置变量来简化脚本编写：
[*]ARGC：命令行参数的数量。
[*]ARGV：命令行参数的数组。
[*]ENVIRON：环境变量的数组。
[*]FILENAME：当前文件名。
[*]FNR：当前文件中的记录编号。
[*]FS：字段分隔符。
[*]NF：当前记录中的字段数量。
[*]NR：所有处理过的记录总数。
[*]OFS：输出字段分隔符。
[*]ORS：输出记录分隔符。
[*]RS：输入记录分隔符。
5、函数
awk 提供了多种内置函数来处理文本和数值数据：
[*]print：输出数据。
[*]printf：格式化输出数据。
[*]getline：从文件中读取一行。
[*]split：分割字符串到数组。
[*]gsub：全局替换。
[*]match：正则表达式匹配。
[*]rand 和 srand：生成随机数。
[*]sqrt, exp, log, sin, cos, atan2：数学函数。
[*]tolower 和 toupper：转换字符串为小写或大写。
[*]length：返回字符串长度。
[*]index：返回子字符串的位置。
[*]substr：获取子字符串。
[*]mktime：转换日期字符串为时间戳。
6、awk命令形式
awk [-F|-f|-v] 'BEGIN{} /pattern/ {command1;command2} END{}'
[*][-F|-f|-v] 大参数，-F指定分隔符，-f调用脚本，-v定义变量 var=value
[*]' ' 引用代码块
[*]BEGIN 初始化代码块，在对每一行进行处理之前，初始化代码，主要是引用全局变量，设置FS分隔符
[*]/pattern/ 匹配代码块，可以是字符串或正则表达式
[*]{} 命令代码块，包含一条或多条命令
[*]; 多条命令使用分号分隔
[*]END 结尾代码块，在对每一行进行处理之后再执行的代码块，主要是进行最终计算或输出结尾摘要信息
[*] 需要处理的文件
7、特殊要点
$0表示整个当前行$1每行第一个字段$n当前记录的第n个字段，字段间由FS分隔NF字段数量变量NR每行的记录号，多文件记录递增FNR与NR类似，不过多文件记录不递增，每个文件都从1开始\t制表符\n换行符FSBEGIN时定义分隔符(默认是任何空格)RS输入的记录分隔符， 默认为换行符(即文本是按一行一行输入)~匹配，与==相比不是精确比较!~不匹配，不精确比较==等于，必须全部相等，精确比较!=不等于，精确比较&&逻辑与|| 逻辑或OFS输出字段分隔符， 默认也是空格，可以改为制表符等ORS输出的记录分隔符，默认为换行符，即处理结果也是一行一行输出到屏幕-F'[:#/]'定义三个分隔符8、示例
1） 打印所有行
awk '{print}' file.txt2）打印特定列
awk '{print $1}' file.txt# 打印第一列3）计算总和
awk '{sum += $1} END {print sum}' numbers.txt4）过滤特定模式
awk '/pattern/ {print}' file.txt5）使用多个模式
awk '/pattern1/ || /pattern2/ {print}' file.txt6）自定义分隔符
awk -F: '{print $1}' /etc/passwd# 使用冒号作为分隔符，打印/etc/passwd文件的第一列（用户名）9、注意事项
[*]awk默认按行处理文本，并使用空格作为字段分隔符。
[*]awk支持变量定义、流程控制（如if、else、for、while）、数学函数和字符串函数等高级功能。
[*]awk还提供了BEGIN和END两个特殊的模式块，BEGIN块在读取任何输入行之前执行，END块在读取完所有输入行之后执行。
[*]awk中的$0代表整行文本，$1、$2、$3...代表第一个、第二个、第三个字段等。
[*]awk还包含一些内置变量，如NR（当前记录号，即行号）、NF（当前记录的字段数，即每行的列数）等。
这些只是 awk 基础使用的冰山一角。awk 的功能非常强大，可以编写复杂的脚本来处理各种各样的任务。
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