Shell脚本之sed详解

在编写shell脚本的过程中，我们经常需要使用sed流编辑器和awk对文本文件进行处理。

一、什么是sed？

sed 是一种在线编辑器，它一次处理一行内容。sed是非交互式的编辑器。它不会修改文件，除非使用shell重定向来保存结果。默认情况下，所有的输出行都被打印到屏幕上。

二、sed的处理过程

sed编辑器逐行处理文件（或输入），并将结果发送到屏幕。具体过程如下：首先sed把当前正在处理的行保存在一个临时缓存区中（也称为模式空间），然后处理临时缓冲区中的行，完成后把该行发送到屏幕上。sed每处理完一行就将其从临时缓冲区删除，然后将下一行读入，进行处理和显示。处理完输入文件的最后一行后，sed便结束运行。

前面说到sed不会修改文件，那么现在我们可以知道是为什么了？是因为sed把每一行都存在临时缓冲区中，对这个副本进行编辑，所以不会修改原文件。

补充知识：

在使用sed的过程中，我们经常会听到“定址”，那么什么是“定址”呢？

定址用于决定对哪些行进行编辑。地址的形式可以是数字、正则表达式、或二者的结合。如果没有指定地址，sed将处理输入文件的所有行。

1、地址是一个数字，则表示行号；是“$"符号，则表示最后一行。

例如：

[plain] view
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1. sed -n '3p' datafile   #只打印第三行

2、只显示指定行范围的文件内容

例如：

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1. sed -n '100,200p' mysql_slow_query.log  # 只查看文件的第100行到第200行

3、地址是逗号分隔的，那么需要处理的地址是这两行之间的范围（包括这两行在内）。范围可以用数字、正则表达式、或二者的组合表示。

例如：

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1. sed '2,5d' datafile
2. #删除第二到第五行
3. sed '/My/,/You/d' datafile
4. #删除包含"My"的行到包含"You"的行之间的行
5. sed '/My/,10d' datafile
6. #删除包含"My"的行到第十行的内容

三、sed命令和选项

sed命令告诉sed如何处理由地址指定的各输入行，如果没有指定地址则处理所有的输入行。

1、sed命令

命令	功能
a\	在当前行后添加一行或多行。多行时除最后一行外，每行末尾需用“\”续行
c\	用此符号后的新文本替换当前行中的文本。多行时除最后一行外，每行末尾需用"\"续行
i\	在当前行之前插入文本。多行时除最后一行外，每行末尾需用"\"续行
d	删除行
h	把模式空间里的内容复制到暂存缓冲区
H	把模式空间里的内容追加到暂存缓冲区
g	把暂存缓冲区里的内容复制到模式空间，覆盖原有的内容
G	把暂存缓冲区的内容追加到模式空间里，追加在原有内容的后面
l	列出非打印字符
p	打印行
n	读入下一输入行，并从下一条命令而不是第一条命令开始对其的处理
q	结束或退出sed
r	从文件中读取输入行
!	对所选行以外的所有行应用命令
s	用一个字符串替换另一个
g	在行内进行全局替换
w	将所选的行写入文件
x	交换暂存缓冲区与模式空间的内容
y	将字符替换为另一字符（不能对正则表达式使用y命令）

2、sed选项

选项	功能
-e	进行多项编辑，即对输入行应用多条sed命令时使用
-n	取消默认的输出
-f	指定sed脚本的文件名

四、正则表达式元字符

与grep一样，sed也支持特殊元字符，来进行模式查找、替换。不同的是，sed使用的正则表达式是括在斜杠线"/"之间的模式。

如果要把正则表达式分隔符"/"改为另一个字符，比如o，只要在这个字符前加一个反斜线，在字符后跟上正则表达式，再跟上这个字符即可。

例如：

[plain] view
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1. sed -n '\o^Myop' datafile

常用的正则表达式如下：

元字符	功能	示例
^	行首定位符	/^my/ 匹配所有以my开头的行
$	行尾定位符	/my$/ 匹配所有以my结尾的行
.	匹配除换行符以外的单个字符	/m..y/ 匹配包含字母m，后跟两个任意字符，再跟字母y的行
*	匹配零个或多个前导字符	/my*/ 匹配包含字母m,后跟零个或多个y字母的行
[]	匹配指定字符组内的任一字符	/[Mm]y/ 匹配包含My或my的行
[^]	匹配不在指定字符组内的任一字符	/[^Mm]y/ 匹配包含y，但y之前的那个字符不是M或m的行
..	保存已匹配的字符	1,20s/youself/\1r/ 标记元字符之间的模式，并将其保存为标签1，之后可以使用\1来引用它。最多可以定义9个标签，从左边开始编号，最左边的是第一个。此例中，对第1到第20行进行处理，you被保存为标签1，如果发现youself，则替换为your。
&	保存查找串以便在替换串中引用	s/my/**&**/  符号&代表查找串。my将被替换为**my**
\<	词首定位符	/\<my/ 匹配包含以my开头的单词的行
\>	词尾定位符	/my\>/ 匹配包含以my结尾的单词的行
x\{m\}	连续m个x	/9\{5\}/匹配包含连续5个9的行
x\{m,\}	至少m个x	/9\{5,\}/ 匹配包含至少连续5个9的行
x\{m,n\}	至少m个，但不超过n个x	/9\{5,7\}/ 匹配包含连续5到7个9的行

五、sed的退出状态

sed不向grep一样，不管是否找到指定的模式，它的退出状态都是0。只有当命令存在语法错误时，sed的退出状态才不是0。

六、常用范例

1、p命令

命令p用于显示模式空间的内容。默认情况下，sed把输入行打印在屏幕上，选项-n用于取消默认的打印操作。当选项-n和命令p同时出现时,sed可打印选定的内容。

例子：

[plain] view
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1. （1）sed '/my/p' datafile
2. #默认情况下，sed把所有输入行都打印在标准输出上。如果某行匹配模式my，p命令将把该行另外打印一遍。
3. （2）sed -n '/my/p' datafile
4. #选项-n取消sed默认的打印，p命令把匹配模式my的行打印一遍。

2、d命令

命令d用于删除输入行。sed先将输入行从文件复制到模式空间里，然后对该行执行sed命令，最后将模式空间里的内容显示在屏幕上。如果发出的是命令d，当前模式空间里的输入行会被删除，不被显示。

例子：

[plain] view
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1. （1）sed '$d' datafile
2. #删除最后一行，其余的都被显示
3. （2）sed '/my/d' datafile
4. #删除包含my的行，其余的都被显示

3、s命令

例子：

[plain] view
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1. （1）sed 's/^My/You/g' datafile
2. #命令末端的g表示在行内进行全局替换，也就是说如果某行出现多个My，所有的My都被替换为You。
3. （2）sed -n '1,20s/My$/You/gp' datafile
4. #取消默认输出，处理1到20行里匹配以My结尾的行，把行内所有的My替换为You，并打印到屏幕上。
5. （3）sed 's#My#Your#g' datafile
6. #紧跟在s命令后的字符就是查找串和替换串之间的分隔符。分隔符默认为正斜杠，但可以改变。无论什么字符（换行符、反斜线除外），只要紧跟s命令，就成了新的串分隔符。

4、e选项

-e是编辑命令，用于sed执行多个编辑任务的情况下。在下一行开始编辑前，所有的编辑动作将应用到模式缓冲区中的行上。

例子：

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1. sed -e '1,10d' -e 's/My/Your/g' datafile
2. #选项-e用于进行多重编辑。第一重编辑删除第1-3行。第二重编辑将出现的所有My替换为Your。因为是逐行进行这两项编辑（即这两个命令都在模式空间的当前行上执行），所以编辑命令的顺序会影响结果。

5、r命令

r命令是读命令。sed使用该命令将一个文本文件中的内容加到当前文件的特定位置上。

例如：

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1. sed '/My/r introduce.txt' datafile
2. #如果在文件datafile的某一行匹配到模式My，就在该行后读入文件introduce.txt的内容。如果出现My的行不止一行，则在出现My的各行后都读入introduce.txt文件的内容。

6、w命令

例子：

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1. sed -n '/hrwang/w me.txt' datafile

7、a\ 命令

a\ 命令是追加命令，追加将添加新文本到文件中当前行（即读入模式缓冲区中的行）的后面。所追加的文本行位于sed命令的下方另起一行。如果要追加的内容超过一行，则每一行都必须以反斜线结束，最后一行除外。最后一行将以引号和文件名结束。

例子：

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1. sed '/^hrwang/a\
2. >hrwang and mjfan are husband\
3. >and wife' datafile
4. #如果在datafile文件中发现匹配以hrwang开头的行，则在该行下面追加hrwang and mjfan are husband and wife

8、i\ 命令

i\ 命令是在当前行的前面插入新的文本。

9、c\ 命令

sed使用该命令将已有文本修改成新的文本。

10、n命令

sed使用该命令获取输入文件的下一行，并将其读入到模式缓冲区中，任何sed命令都将应用到匹配行紧接着的下一行上。

例如：

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1. sed '/hrwang/{n;s/My/Your/;}' datafile

注：如果需要使用多条命令，或者需要在某个地址范围内嵌套地址，就必须用花括号将命令括起来，每行只写一条命令，或这用分号分割同一行中的多条命令。

11、y命令

该命令与UNIX/Linux中的tr命令类似，字符按照一对一的方式从左到右进行转换。例如，y/abc/ABC/将把所有小写的a转换成A，小写的b转换成B，小写的c转换成C。

例如：

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1. sed '1,20y/hrwang12/HRWANG^$/' datafile
2. #将1到20行内，所有的小写hrwang转换成大写，将1转换成^,将2转换成$。
3. #正则表达式元字符对y命令不起作用。与s命令的分隔符一样，斜线可以被替换成其它的字符。

12、q命令

q命令将导致sed程序退出，不再进行其它的处理。

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1. sed '/hrwang/{s/hrwang/HRWANG/;q;}' datafile

13、h命令和g命令

为了更好说明这两个命令，我们先创建如下的文本文件：

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1. #cat datafile
2. My name is hrwang.
3. Your name is mjfan.
4. hrwang is mjfan's husband.
5. mjfan is hrwang's wife.

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1. sed -e '/hrwang/h' -e '$G' datafile
2. sed -e '/hrwang/H' -e '$G' datafile
3. #通过上面两条命令，你会发现h会把原来暂存缓冲区的内容清除，只保存最近一次执行h时保存进去的模式空间的内容。而H命令则把每次匹配hrwnag的行都追加保存在暂存缓冲区。
4. sed -e '/hrwang/H' -e '$g' datafile
5. sed -e '/hrwang/H' -e '$G' datafile
6. #通过上面两条命令，你会发现g把暂存缓冲区中的内容替换掉了模式空间中当前行的内容，此处即替换了最后一行。而G命令则把暂存缓冲区的内容追加到了模式空间的当前行后。此处即追加到了末尾。

补充知识点：sed特殊用法

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1. sed -n '/root/w a.txt'    #将匹配行输出到文件
2. sed '/root/r abc.txt' /etc/passwd #把abc.txt的文件内容读入到root匹配行后
3. sed -n '/root/w a.txt'
4. sed -n '/root/{=;p}' /etc/passwd #打印行号和匹配root的行
5. sed -n '/root/{n;d}' /etc/passwd #将匹配root行的下一行删除
6. sed -n '/root/{N;d}' /etc/passwd #将匹配root行和下一行都删除
7. sed '22{h;d};23,33{H;d};44G' pass

七、sed脚本编写方法

1、从文件读入命令

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1. sed -f sed.sh

sed.sh文件内容：

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1. s/root/yerik/p
2. s/bash/csh/p

2、直接运行脚本 ./sed.sh /etc/passwd

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1. #!/bib/sed -f
2. s/root/yerik/p
3. s/bash/csh/p

八、小技巧

1、用sed 输出自己的IP 地址

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1. ifconfig eth0 |sed '2p' |sed 's/^.*addr:/ /g' |sed 's/B.*$ / /g'

2、在sed的命令行中引用shell变量时要使用双引号，而不是通常所用的单引号。下面是一个根据name变量的内容来删除named.conf文件中zone段的脚本：

name='zone\ "localhost"'

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1. sed "/$name/,/};/d" named.conf

3、保持和获取：h命令和G命令

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1. $ sed -e '/test/h' -e '$G example

在sed处理文件的时候，每一行都被保存在一个叫模式空间的临时缓冲区中，除非行被删除或者输出被取消，否则所有被处理的行都将打印在屏幕上。接着模式空间被清空，并存入新的一行等待处理。在这个例子里，匹配test的行被找到后，将存入模式空间，h命令将其复制并存入一个称为保持缓存区的特殊缓冲区内。第二条语句的意思是，当到达最后一行后，G命令取出保持缓冲区的行，然后把它放回模式空间中，且追加到现在已经存在于模式空间中的行的末尾。在这个例子中就是追加到最后一行。简单来说，任何包含test的行都被复制并追加到该文件的末尾。

4、保持和互换：h命令和x命令

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1. $ sed -e '/test/h' -e '/check/x' example

互换模式空间和保持缓冲区的内容。也就是把包含test与check的行互换。

九、练习

1，删除文件每行的第一个字符。

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1. sed -n 's/^.//gp' /etc/passwd
2. sed -nr 's/(.)(.*)/\2/p' /etc/passwd

2，删除文件每行的第二个字符。

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1. sed -nr 's/(.)(.)(.*)/\1\3/p' /etc/passwd

3，删除文件每行的最后一个字符。

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1. sed -nr 's/.$//p' /etc/passwd
2. sed -nr 's/(.*)(.)/\1/p' /etc/passwd

4，删除文件每行的倒数第二个字符。

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1. sed -nr 's/(.*)(.)(.)/\1\3/p' /etc/passwd

5，删除文件每行的第二个单词。

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1. sed -nr 's/([^a-Z]*)([a-Z]+)([^a-Z]+)([a-Z]+)(.*)/\1\2\3\5/p' /etc/passwd

6，删除文件每行的倒数第二个单词。

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1. sed -nr 's/(.*)([^a-Z]+)([a-Z]+)([^a-Z]+)([a-Z]+)([^a-Z]*)/\1\2\4\5\6/p' /etc/samba/smb.conf

7，删除文件每行的最后一个单词。

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1. sed -nr 's/(.*)([^a-Z]+)([a-Z]+)([^a-Z]*)/\1\2\4/p' /etc/samba/smb.conf

8，交换每行的第一个字符和第二个字符。

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1. sed -nr 's/(.)(.)(.*)/\2\1\3/p' /etc/passwd

9，交换每行的第一个单词和第二个单词。

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1. sed -nr 's/([^a-Z]*)([a-Z]+)([^a-Z]+)([a-Z]+)(.*)/\1\4\3\2\5/p' /etc/samba/smb.conf

10，交换每行的第一个单词和最后一个单词。

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1. sed -nr 's/([^a-Z]*)([a-Z]+)([^a-Z]+)([a-Z]+)(.*)/\1\4\3\2\5/p' /etc/passwd

11，删除一个文件中所有的数字。

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1. sed 's/[0-9]*//g' /etc/passwd

12，删除每行开头的所有空格。

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1. sed -n 's/^\ *//p' /etc/samba/smb.conf
2. sed -nr 's/( *)(.*)/\2/p' testp

13，用制表符替换文件中出现的所有空格。

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1. sed -n 's/\ /\t/gp' pass

14，把所有大写字母用括号（）括起来。

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1. sed -nr 's/([A-Z])/(&)/gp' testp
2. sed -n 's/[A-Z]/(&)/gp' testp

15，打印每行3次。

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1. sed 'p;p' pass

16，隔行删除。

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1. sed -n '1~2p' pass

17，把文件从第22行到第33行复制到第44行后面。

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1. sed '1,21h;22h;23,33H;44G' pass

18，把文件从第22行到第33行移动到第44行后面。

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1. sed '22{h;d};23,33{H;d};44G' pass

19，只显示每行的第一个单词。

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1. sed -nr 's/([^a-Z]*)([a-Z]+)([^a-Z]+)(.*)/\2/p' /etc/passwd

20，打印每行的第一个单词和第三个单词。

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1. sed -nr 's/([^a-Z]*)([a-Z]+)([^a-Z]+)([a-Z]+)([^a-Z]+)([a-Z]+)(.*)/\2--\4/p' /etc/passwd

21，将格式为    mm/yy/dd    的日期格式换成   mm；yy；dd

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1. date +%m/%Y/%d |sed -n 's#/#;#gp'

22, 逆向输出

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1. cat a.txt
2. ABC
3. DEF
4. XYZ
5. 输出样式变成
6. XYZ
7. DEF
8. ABC