awk 的 pattern(模式)

我们知道, awk程序由一系列 pattern 以及与之对应的 action 组成的 rule 组成,rule之间用";"分号隔开, 一条输入记录与 pattern 匹配则执行与之关联的action, 如下所示:

awk ' 
        pattern { action };
        pattern { action };
        .....
'

可是, 很多人并不清楚什么东西可以做为 pattern下面就来聊聊这些个事儿. 以下文本做为测试文本:

$ cat myfile
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F
Anthony    555-3412  anthony.asserturo@hotmail.com    A
Becky      555-7685  becky.algebrarum@gmail.com       A
Bill       555-1675  bill.drowning@hotmail.com        A
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R
Camilla    555-2912  camilla.infusarum@skynet.be      R
Fabius     555-1234  fabius.undevicesimus@ucb.edu     F
Julie      555-6699  julie.perscrutabor@skeeve.com    F
Martin     555-6480  martin.codicibus@hotmail.com     A
Samuel     555-3430  samuel.lanceolis@shu.edu         A
Jean-Paul  555-2127  jeanpaul.campanorum@nyu.edu      R

首先, 要记住, 凡是被 {} 包裹的, 就是 action, 或者说, action 必然被 {} 包裹着
凡是没有被{}包裹的, 就是pattern, 或者说pattern不能被{}包裹着.

一. 正则表达式做为 pattern

最常见的, 就是一个正则表达式做为一个 pattern了, 如:

awk '/555-5553/ { print $0 }' myfile

/555-5553/ 就是一个正则表达式, 如果输入记录匹配555-5553, 就输出这条记录, 这里只有第一行匹配 555-5553, 所以就输出了第一行这条记录.　

$ awk '/555-5553/ { print $0 }' myfile
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F

二. 比较表达式做为 pattern

$ awk '$NF == "A" { print $0 }' myfile
Anthony    555-3412  anthony.asserturo@hotmail.com    A
Becky      555-7685  becky.algebrarum@gmail.com       A
Bill       555-1675  bill.drowning@hotmail.com        A
Martin     555-6480  martin.codicibus@hotmail.com     A
Samuel     555-3430  samuel.lanceolis@shu.edu         A

最后一个字段为 "A" 的, 输出这条记录.

$ awk '$NF != "A" { print $0 }' myfile
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R
Camilla    555-2912  camilla.infusarum@skynet.be      R
Fabius     555-1234  fabius.undevicesimus@ucb.edu     F
Julie      555-6699  julie.perscrutabor@skeeve.com    F
Jean-Paul  555-2127  jeanpaul.campanorum@nyu.edu      R

最后一个字段不为 "A" 的, 输出这条记录.

三. 常量表达式做为 pattern

这种pattern一般是最不易被新手理解的, 事实上, 既然是 pattern 匹配, 结果就只有两种情况, 要么匹配(即为真),就执行后面的 action, 要么不匹配(即为假), 就不会执行后面的action.
所以, awk 的规则基本上也就是:

awk ' 真 { 执行代码 }; 假 { 不执行代码 }'

也理解为:

awk ' 条件 { 动作 } 条件 { 动作 } '

什么东西可以做为一个常量? 一个数字, 或者一个字符串, 都可以做为一个常量 pattern. 那这里就有一个规定了:

凡是非0的数字, 就表示pattern匹配成功, 也就是pattern为真. 否则表示匹配失败, 为假.
凡是非空的字符串, 就表示pattern匹配成功, 也就是pattern为真. 否则表示匹配失败, 为假.

注意: 字符串是由引号引起来的! 比如数字 0 与 字符串 "0" 不是一样的. 数字0为假, 字符串"0"为真(不为空).

如:

$ awk '1 { print $0 }' myfile
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F
Anthony    555-3412  anthony.asserturo@hotmail.com    A
Becky      555-7685  becky.algebrarum@gmail.com       A
Bill       555-1675  bill.drowning@hotmail.com        A
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R
Camilla    555-2912  camilla.infusarum@skynet.be      R
Fabius     555-1234  fabius.undevicesimus@ucb.edu     F
Julie      555-6699  julie.perscrutabor@skeeve.com    F
Martin     555-6480  martin.codicibus@hotmail.com     A
Samuel     555-3430  samuel.lanceolis@shu.edu         A
Jean-Paul  555-2127  jeanpaul.campanorum@nyu.edu      R

$ awk '2 { print $0 }' myfile
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F
Anthony    555-3412  anthony.asserturo@hotmail.com    A
Becky      555-7685  becky.algebrarum@gmail.com       A
Bill       555-1675  bill.drowning@hotmail.com        A
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R
Camilla    555-2912  camilla.infusarum@skynet.be      R
Fabius     555-1234  fabius.undevicesimus@ucb.edu     F
Julie      555-6699  julie.perscrutabor@skeeve.com    F
Martin     555-6480  martin.codicibus@hotmail.com     A
Samuel     555-3430  samuel.lanceolis@shu.edu         A
Jean-Paul  555-2127  jeanpaul.campanorum@nyu.edu      R

$ awk '0 { print $0 }' myfile
// 数字 0 做为 pattern, 0为假, pattern 匹配失败, 所以不执行 print $0, 没有打印.

　　

$ awk ' "0" { print $0 }' myfile
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F
Anthony    555-3412  anthony.asserturo@hotmail.com    A
Becky      555-7685  becky.algebrarum@gmail.com       A
Bill       555-1675  bill.drowning@hotmail.com        A
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R
Camilla    555-2912  camilla.infusarum@skynet.be      R
Fabius     555-1234  fabius.undevicesimus@ucb.edu     F
Julie      555-6699  julie.perscrutabor@skeeve.com    F
Martin     555-6480  martin.codicibus@hotmail.com     A
Samuel     555-3430  samuel.lanceolis@shu.edu         A
Jean-Paul  555-2127  jeanpaul.campanorum@nyu.edu      R
// 字符串 "0" 做为 pattern, 为真, pattern 匹配成功, 所以执行 print $0, 打印.

还有一些, 可能是写错的赋值语句做为了pattern的, 或者其他乱七八糟的, 等等..:

$ awk 'a=0'  myfile // 数字0. 假, 没输出.

$ awk 'a=1'  myfile // 1 为真.
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F
Anthony    555-3412  anthony.asserturo@hotmail.com    A
Becky      555-7685  becky.algebrarum@gmail.com       A
Bill       555-1675  bill.drowning@hotmail.com        A
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R
Camilla    555-2912  camilla.infusarum@skynet.be      R
Fabius     555-1234  fabius.undevicesimus@ucb.edu     F
Julie      555-6699  julie.perscrutabor@skeeve.com    F
Martin     555-6480  martin.codicibus@hotmail.com     A
Samuel     555-3430  samuel.lanceolis@shu.edu         A
Jean-Paul  555-2127  jeanpaul.campanorum@nyu.edu      R

$ awk 'x-1'  myfile // x 为未定义的变量, 做数学运算, 结果为 -1 , 因 -1 也是非0的数字常量, pattern 匹配成功, 为真, print $0.
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F
Anthony    555-3412  anthony.asserturo@hotmail.com    A
Becky      555-7685  becky.algebrarum@gmail.com       A
Bill       555-1675  bill.drowning@hotmail.com        A
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R
Camilla    555-2912  camilla.infusarum@skynet.be      R
Fabius     555-1234  fabius.undevicesimus@ucb.edu     F
Julie      555-6699  julie.perscrutabor@skeeve.com    F
Martin     555-6480  martin.codicibus@hotmail.com     A
Samuel     555-3430  samuel.lanceolis@shu.edu         A
Jean-Paul  555-2127  jeanpaul.campanorum@nyu.edu      R

　　

$ awk 'xxoo'  myfile //xxoo为变量, 未赋值, 为假

　　

$ awk '"xxoo"'  myfile // 字符串, 真.
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F
Anthony    555-3412  anthony.asserturo@hotmail.com    A
Becky      555-7685  becky.algebrarum@gmail.com       A
Bill       555-1675  bill.drowning@hotmail.com        A
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R
Camilla    555-2912  camilla.infusarum@skynet.be      R
Fabius     555-1234  fabius.undevicesimus@ucb.edu     F
Julie      555-6699  julie.perscrutabor@skeeve.com    F
Martin     555-6480  martin.codicibus@hotmail.com     A
Samuel     555-3430  samuel.lanceolis@shu.edu         A
Jean-Paul  555-2127  jeanpaul.campanorum@nyu.edu      R

　　

四. 空 pattern

$ awk '{print $0}' myfile
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F
Anthony    555-3412  anthony.asserturo@hotmail.com    A
Becky      555-7685  becky.algebrarum@gmail.com       A
Bill       555-1675  bill.drowning@hotmail.com        A
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R
Camilla    555-2912  camilla.infusarum@skynet.be      R
Fabius     555-1234  fabius.undevicesimus@ucb.edu     F
Julie      555-6699  julie.perscrutabor@skeeve.com    F
Martin     555-6480  martin.codicibus@hotmail.com     A
Samuel     555-3430  samuel.lanceolis@shu.edu         A
Jean-Paul  555-2127  jeanpaul.campanorum@nyu.edu      R

// 这里没有 pattern, 空的, empty pattern, 那么就表示匹配输入记录永远成功, 也就是说永远为真, 这是龟腚. action永远都会执行.

我们知道, awk 的rule 就是由一系列 pattern 和 action 构成, 这里所谓的空 pattern, 也可以说是省略了 pattern, 那么 action 可不可以省略呢?
事实上, action也是可以省略的, 但如果省略了的话,它就会有一个默认的action行为, 即 { print $0 } !
很多人新手经常搞不懂一下的代码:

awk '{a=1}1' myfile

经常会碰到有人问, 这个代码后面的1是干嘛的? 其实, 我们拆分下 awk 的 rule 就明白了.
awk '{a=1}1' 这个语句包含了两条规则:

awk '
        [空pattern] {a=1}    #第一条规则
        1 [{省略的action}]   #第二条规则
'

第一条rule: {a=1} , 这条规则这里有一个{}大括号包裹着, 表示这是一个 action, 但是省略了pattern, 即空pattern, 
上面说了, 空pattern是永远匹配为真的, 
所以{a=1}这个action会针对每条输入记录对执行,只是我们看不到它的具体表现而已.

第二条rule: 1, 这条规则仅仅只有一个1字, 没有被{}大括号包裹着, 
所以这个1是一个pattern, 省略了{action}, 而这个数字 1 , 实际上就是一个常量表达式pattern, 因它为非0的数字,所以pattern匹配成功,为真,就执行action,
因为这里省略了{action},就触发默认的行为,而默认的action行为是print $0,即打印这条记录.

再如: awk '1;1' ,省略了两个action, 所以这条实际上就是两个 {print $0}{print $0}.

所以, 凡是action只是要输出这条记录的, 通通都可以省略这个 action.

如:

$ awk '/Amelia/ || /Martin/'  myfile
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F
Martin     555-6480  martin.codicibus@hotmail.com     A
$ awk '$NF ~ /F/'  myfile
Amelia     555-5553  amelia.zodiacusque@gmail.com     F
Fabius     555-1234  fabius.undevicesimus@ucb.edu     F
Julie      555-6699  julie.perscrutabor@skeeve.com    F
$ awk 'NR==5'  myfile
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R

　　

五. 特殊的 pattern: BEGIN, END ..

在 awk 中, 肯定会经常看到 BEGIN, END 这两个玩意儿. 如 awk 'BEGIN { ... } END { ... } '

实际上, BEGIN 和 END 只是两个特殊的 pattern . 类似的还有 BEGINFILE,  ENDFILE.

BEGIN 在读入文件之前匹配成功, 即为在读入文件之前这条 rule 就已经执行了.
END 在处理完文件之后才匹配陈宫, 即在处理完文件之后才会执行这条 rule.

$ awk 'BEGIN { n=5 } NR==n { print $0 } END { print $0 }' myfile
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R
Jean-Paul  555-2127  jeanpaul.campanorum@nyu.edu      R

分析下这条 awk 语句:
首先, 它包含三条规则
1. BEGIN { n=5 }  ,BEGIN 为 特殊pattern, {n=5} 为 action
2. NR==n { print $0 }, NR==n 是一个比较表达式pattern, { print $0 } 为action.
3. END { print $0 }, END 也是一个特殊的pattern.

BEGIN 模式一般读入文件之前常用的是做一些相关的定义操作, 这里设定变量n=5. 
然后awk开始处理记录, 当 NR==n 时, 即处理到我们定义的那条记录时(第5条记录时), 执行 print $0, 输出这条记录.
最后是END模式, awk处理完文件里, END模式匹配成功,执行print $0, 即输出最后一条记录.
所以, 结果是输出第5条记录和最后一条记录.

六. 模式范围: begpat, endpat

这个模式范围, 是由两个 pattern 组成, 每个 pattern可以是任意的非特殊类型(非BEGIN/END模式类型)的pattern类型(可以是正则,比较,常量等pattern).
这个模式范围匹配的规则有点儿特殊, 这里以一个"开闸放水"的例子做为一个类比.
1. 首先以第一个pattern匹配输入记录, 如果第一个pattern匹配成功,就"打开放水的开关开始放水",[开关的状态: 开], 即会立即执行后面的action.此时不管第二个pattern是否匹配.
2. 接着再匹配第二pattern, 如果第二pattern匹配失败,开关的状态不变,即还是会执行action.
3. 接着继续以第二个pattern匹配下一条输入记录,直到第二个pattern匹配成功. 就"关闭放水的开关停止放水",[开关的状态: 关], 模式范围匹配结束.
4. 以1,2,3步骤进入下一轮模式范围匹配

如:

$ awk 'NR==4, /555-3430/ { print $0}' myfile
Bill       555-1675  bill.drowning@hotmail.com        A
Broderick  555-0542  broderick.aliquotiens@yahoo.com  R
Camilla    555-2912  camilla.infusarum@skynet.be      R
Fabius     555-1234  fabius.undevicesimus@ucb.edu     F
Julie      555-6699  julie.perscrutabor@skeeve.com    F
Martin     555-6480  martin.codicibus@hotmail.com     A
Samuel     555-3430  samuel.lanceolis@shu.edu         A

先执行 NR==4 这个 pattern 匹配, 当第四条记录匹配成功时, 放水开关打开, 开始放水了, 即开始执行action , 执行 print $0 , 输出第四条记录.
接着使用 /555-3430/ 当前记录, 不成功.
第5条记录继续执行 action.继续以第二个pattern匹配这条记录..不成功..,开关是开的
第6条记录继续执行 action.继续以第二个pattern匹配这条记录..不成功..,开关是开的
...
..
直到匹配 /555-3430/, 第二个pattern匹配成功. 开关关闭. 模式范围匹配结束..
开始下一轮模式范围匹配..

以上就是各种 pattern 的简要解说了.. 至于 action, 也没啥可说的, action一般做具体的事情.
那些个流程控制语句 if/for/while 等一般都属于action了, 不能做为 pattern了.

来源：http://bbs.chinaunix.net/forum.php?mod=viewthread&tid=4246512&highlight=%B9%D8%D3%DA%2Bawk%2B%B5%C4%2Bpattern%28%C4%A3%CA%BD%29

附awk13问：http://bbs.chinaunix.net/thread-1790335-1-1.html