Shell—正则表达式（grep命令、sed工具）

前言

正则表达式对于系统管理员来说是非常重要的，熟练运用正则表达式可使工作变得更加简单、方便。

一、正则表达式概述

正则表达式定义

正则表达式，又称正规表达式、常规表达式

使用字符串来描述、匹配一系列符合某个规则的字符串

简单来说，是一种匹配字符串的方法，通过一些特殊符号，实现快速查找、删除、替换某个特定字符串。

正则表达式组成

普通字符：大小写字母、数字、标点符号及一些其他符号

元字符：在正则表达式中具有特殊意义的专用字符

正则表达式的用途

正则表达式对于系统管理员来说是非常重要的，系统运行过程中会产生大量的信息，这些信息有些是非常重要的，有些则仅是告知的信息。身为系统管理员如果直接看这么多的信息数据，无法快速定位到重要的信息，如“用户账号登录失败”“服务启动失败”等信息。这时可以通过正则表达式快速提取“有问题”的信息。如此一来，可以将运维工作变得更加简单、方便。

正则表达式分类

基础正则表达式

扩展正则表达式

Linux中文本处理工具

支持基础正则表达式：grep；sed

支持扩展正则表达式：egrep；awk

基础正则表达式元字符

基础正则表达式是常用的正则表达式部分

除了普通字符外，常见到以下元字符 

■ \  ：转义字符，\!、 \n等     #让特殊意义的元字符作普通字符使用  
■ ^ ：匹配字符串开始的位置  
例: ^a、 ^the、 ^#  
■ $ ：匹配字符串结束的位置  
例: word$  
■  . ：匹配除\n之外的任意的一个字符  
 例: go.d、 g..d  
■  * ：匹配前面子表达式0次或者多次  
 例: goo*d、 go.*d  
■ [list] ：匹配list列表中的一个字符  
 例: go[ola]d 、[abc]、 [a-z]、 [a-z0-9]  
■ [^list] ：匹配任意不在list列表中的一个字符  
 例: [^a-z]、 [^0-9]、 [^A-Z0-9]  
■ \{n,m\} ：匹配前面的子表达式n到m次，有\{n\}、 \{n,\}、\{n,m\}三种格式  
 例: go\{2\}d、 go\{2,3\}d、 go\{2,\}d  
 注意：“o｛1,}” 等价于 “o+”  ；“o{0,}” 则等价于 “o*” 

二、grep 命令

2.1 grep的使用规则:

•  -n：表示显示行号
•  -i ：表示不区分大小写
•  -v：表示反向过滤
•  [ ]：查找集合字符

2.2 用法示例 

grep -n 'the' test.txt     #文件检索出带‘the’的行并显示行号  
grep -vn 'the' test.txt   #文件反向检索出不带‘the’的行并显示行号  
grep -n 'sh[oi]rt' test.txt  #文件检索出带‘short’或‘shirt‘的行并显示行号  
grep -n 'oo' test.txt   #文件检索出至少带连续oo的行并显示行号  
grep -n 'o\{2\}' test.txt   #文件检索出至少带连续oo的行并显示行号  
grep -n 'o\{2,\}' test.txt   #文件检索出至少带连续oo的行并显示行号  
grep -n '[^w]oo' test.txt   #文件检索出连续oo前面不带w的行并显示行号  
grep -n '^[^w]oo' test.txt  #文件检索出除w外，任意*oo开头的行并显示行号  
grep -n ' [^a-z]oo ' test.txt  #文件检索出连续oo前面不是小写字母的行并显示行号  
grep -n '[0-9]' test.txt    #文件检索出包含数字的行并显示行号  
grep -n '[^0-9]' test.txt  #文件检索出不包含纯数字的行并显示行号，非纯数字也会匹配  
grep -n '[^#]' test.txt   #文件检索出不包含#的行并显示行号  
grep -n '^the' test.txt  #文件检索出以‘the’开头的行并显示行号  
grep -n ‘^[a-z] ' test.txt   #文件检索出以小写字母开头的行并显示行号  
grep -n ‘^[A-Z] ' test.txt   #文件检索出以大写字母开头的行并显示行号  
grep -n '^[^a-zA-Z]' test.txt   #文件检索出不以字母开头的行并显示行号  
grep -n '\.$' test.txt  #文件检索出以 . 号结尾的行并显示行号  
grep -n '^$' test.txt   #文件检索出空行并显示行号  
grep -n 'w..d' test.txt  #文件检索出带有w开头，d结尾，中间两个任意字符的行并显示行号  
grep -n 'ooo*' test.txt  #文件检索出带有连续oo或两个0以上的行并显示行号  
grep -n 'oo*' test.txt  #文件检索出带有o或一个0以上的行并显示行号  
grep -n 'w.*d' test.txt   #文件检索出带有w开头，d结尾，中间任意字符也可中间什么也没有的行并显示行号  
grep -n '[0-9][0-9]*' test .txt  #文件检索出带有数字的行并显示行号 

三、sed 工具

sed(StreamEDitor)

一个强大而简单的文本解析转换工具，可以读取文本，并根据指定的条件对文本内容进行编辑(删除、替换、添加、移动等)，最后输出所有行或者仅输出处理的某些行。

3.1 sed 工具使用规则

sed的工作流程

主要包括读取、执行和显示三个过程

读取: sed从输入流(文件、管道、标准输入)中读取一-行内容并存储到临时的缓冲区中(又称模式空间，pattern space）

执行: 默认情况下，所有的sed命令都在模式空间中顺序地执行，除非指定了行的地址，否则sed命令将会在所有的行上依次执行。

显示: 发送修改后的内容到输出流。在发送数据后，模式空间将会被清空。在所有的文件内容都被处理完成之前，上述过程将重复执行，直至所有内容被处理完。

注意：默认情况下所有的sed命令都是在模式空间内执行的，因此输入的文件并不会发生任何变化，除非是用重定向存储输出。

sed命令常见用法 

sed [选项] ‘操作’ 参数  
sed [选项] -f scriptfile 参数 

常见的sed命令选项

•  -e script: 指定sed编辑命令
•  -f scriptfile: 指定的文件中是sed编辑命令
•  -h或–help: 显示帮助
•  -n、–quiet或silent:表示仅显示处理后的结果。
•  -i: 直接编辑文本文件

常见sed命令的操作

•  a: 增加，在当前行下面增加一行指定内容。
•  c: 替换，将选定行替换为指定内容。
•  d: 删除，删除选定的行。
•  i: 插入，在选定行上面插入一行指定内容。
•  p: 打印，如果同时指定行，表示打印指定行;如果不指定行，则表示打印所有内容;如果有非打印字符，则以ASCII码输出。其通常与“-n”选项一起使用。
•  s: 替换，替换指定字符。
•  y: 字符转换。
•  p:n #奇数行
•  n:p #偶数行

3.2 用法示例

输出符合条件的文本(p表示正常输出）

nl test.txt | sed -n ‘p’ #输出test.txt内容，nl是显示行号和内容，为的是输出结果带上行号 

nl test.txt | sed -n '3p'   #输出test.txt内容第三行带行号  
nl test.txt | sed -n '2,5p'   #输出test.txt内容二到五行带行号  
nl test.txt | sed -n 'p:n'   #输出test.txt内容奇数行带行号，要先删除空格  
nl test.txt | sed -n 'n:p'   #输出test.txt内容偶数行带行号，要先删除空格  
nl test.txt | sed -n '1,5{p;n}'  #输出test.txt内容奇数行1~5行带行号  
nl test.txt | sed -n '1,10{n;p}'  #输出test.txt内容偶数行1~10行带行号  
nl test.txt l sed -n '10,${n; p}'  #输出test.txt内容10行到最后一行的偶数行带行号  
sed -n '/the/p' test.txt     #输出test.txt带the的内容  
grep -n 'the' test.txt   #文件检索出带‘the’的行并显示行号 
nl test.txt | sed -n '4,/the/p'    #输出test.txt内容4行以后带‘the’的行带行号  
sed -n '/the/=' test.txt   #输出带‘the’的行的行号  
sed -n '/^PI/p' test.txt     #查找以‘PI’开头的行输出  
sed -n '/[0-9]$/p' test.txt   #查找以数字结尾的行输出  
grep 'wood' test.txt   #查找带‘wood’的行输出  
sed -n '/\<wood\>/p' test.txt    #输出包含‘wood’的行，\< \>代表单词边界 

删除符合条件的文本 （d） #只删除输出流，不删除源文件

nl 命令用于计算文件的行数和显示内容 

nl test.txt | sed '3d'        #删除文本第三行  
nl test.txt | sed '3,5d'        #删除文本第三到第五行  
nl test.txt l sed -n '/cross/p'     #查找带‘cross’的行输出带行号  
nl test.txt l sed  '/cross/d'     #删除带‘cross’的行  
nl test.txt l sed  '/cross/!d'     #！取反，保留带‘cross’的行  
sed '/^[a-z]/d' test.txt | nl  #删除以小写字母开头的行，结果显示行号  
sed '/^[a-z]/d' test.txt     #删除以小写字母开头的行  
sed -n '/\.$/d' test.txt   #删除以 . 号结尾的行  
sed 'p' test.txt    #所有内容输出  
sed '/^$/d' test. txt   #删除空行  
sed '/.$/d' test.txt   #删除任意字符结尾的行，等于全删 

3、替换符合条件的文本

使用 sed 命令进行替换操作时需要用到 s (字符串替换)；c (整行/整块替换)；y (字符转换) 命令选项 

sed 's/the/THE/' test.txt    #将每行中的第一个the替换为THE  
sed 's/1/L/2' test.txt    #将每行中的第2个1替换为L  
sed 's/the/THE/g' test.txt     #将文件中的所有the替换为THE  
sed 's/o//g' test.txt     #将文件中的所有o删除(替换为空串)  
sed 's/^/#' test.txt      #在每行行首插入#号  
sed '/the/s/^/#/' test.txt    #在包含the 的每行行首插入#号  
sed 's/$/EOF/' test.txt    #在每行行尾插入字符串 EOF  
sed '3,5s/the/THE/g' test.txt    #将第3~5 行中的所有the替换为 THE  
sed '/the/s/o/0/g'test.txt    #将包含the的所有行中的o都替换为O 

4、迁移符合条件的文本

在使用sed 命令迁移符合条件的文本时，常用到以下参数：

•  H：复制到剪贴板;
•  g、G：将剪贴板中的数据覆盖/追加至指定行
•  w ：保存为文件
•  r ：读取指定文件
•  a：追加指定内容。 

sed '/the/{H; d};$G' test.txt     #将包含the 的行迁移至文件末尾,{;}用于多个操作  
sed '1,5 {H; d};17G' test.txt   #将第1~5 行内容转移至第17行后  
sed '/the/w out.file' test.txt    #将包含the 的行另存为文件 out.file  
sed '/the/r /etc/hostname' test.txt   #将文件/etc/hostname 的内容添加到包含 the 的每行以后  
sed '3aNew' test.txt   #在第3行后插入一个新行,内容为New  
sed '/the/aNew' test.txt   #在包含the的每行后插入一个新行,内容为New  
sed '3aNew1\nNew2' test.txt  #在第3行后插入多行内容,中间的\n表示换行  
注:\n和\r的区别:  
\n:换行符  是另起一新行  
\r :回车符  光标回到一旧行的开头; 

5、使用脚本编辑文件

使用sed脚本将多个编辑指令存放到文件中(每行一条编辑指令），通过“-f”选项来调用。 

[root@client2 ~]# vi opt.list    #建立一个文件  
5H       #文件内是sed的操作  
5d  
16G  
[root@client2 ~]# sed -f opt.list test.txt      #对test.txt进行操作 

sed直接操作文件示例

编写一个脚本，用来调整vsftpd 服务配置，要求禁止匿名用户，但允许本地用户 

[root@server2 ~]# useradd dada  
[root@server2 ~]# passwd dada  
[root@server2 ~]# useradd xiaoxiao  
[root@server2 ~]# passwd xiaoxiao  
[root@server2 ~]# vi ftp.sh  
#!/bin/bash  
A=vsftpd  
FTP=/etc/vsftpd/vsftpd.conf  
yum -y install $A  
sed -i -e '/local_enable/s/NO/YES/g' $FTP  
sed -i -e '/write_enable/s/NO/YES/g' $FTP  
sed -i -e 's/^#chroot_local_user=YES/chroot_local_user=YES/g' $FTP  
sed -i  '$aallow_writeable_chroot=YES' $FTP  
sed -i -e '/listen/s/NO/YES/g' $FTP  
sed -i -e '/listen_ipv6/s/YES/NO/g' $FTP  
systemctl start $A  
netstat -anpt | grep $A  
[root@server2 ~]# chmod +x ftp.sh  
[root@server2 ~]# ./ftp.sh 

客户机上安装ftp进行访问 

[root@server1 ~]# yum -y install ftp  
[root@server1 ~]# ftp 20.0.0.11  
Name (20.0.0.11:root): dada  
ftp> exit  
[root@server1 ~]# ftp 20.0.0.11  
Name (20.0.0.11:root): xiaoxiao  
ftp> exit 

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