1、正则表达式

1.1 正则表达式的定义

正则表达式又称为正规表达式、常规表达式。

正则表达式是使用单个字符来描述、匹配一系列符合某个句法规则的字符串，

简单来说，正则表达式就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）

注：正则表达式（在代码中常简写为regex、regexp或RE）是由普通字符与元字符组成的文字模式。

普通字符包括大小写字母、数字、标点符号及一些其他符号；

元字符是指那些在正则表达式中具有特殊意义的专用字符，可以用来规定其前导字符在目标对象中的出现模式。

正则表达式作为一个模板，将某个字符模式与所搜索的字符串进行匹配。

正则表达式一般用于脚本编程与文本编辑器中。正则表达式具备很强大的文本匹配功能，能够在

文本海洋中快速高效地处理文本。

1.2 正则表达式的用途

由于系统在运行中会产生大量的信息，而这些信息有些是非常重要的，有些仅仅是告知信息。

身为系统管理员如果直接看到这么多的信息数据，就无法快速准确定位到重要的信息。

这时候就可以通过正则表达式快速提取“有问题”的信息。这样就可以使运维工作变得更加简单，方便。

例如，在Internet中，垃圾/广告邮件经常会造成网络塞车，而如果在服务器端就将这些问题邮件提前踢除的话，客户端就会减少很多不必要的带宽消耗。

而目前常用的邮件服务器postfix以及支持邮件服务器的相关分析软件都支持正则表达式的对比功能

（将来信的标题、内容与特殊字符串进行对比，发现问题邮件就过滤掉）

1.3 基础正则表达式

根据不同的严谨程度与功能可将正则表达式分为基本正则表达式、扩展正则表达式。

在Linux系统中，常见的文本处理工具grep与sed支持基本正则表达式；

而egrep与awk支持扩展正则表达式。

1.3.1 基础正则表达式的实验实例

首先需要先准备一个名为test.txt的测试文件，如下图：

完成test.txt文件的填写之后，保存并退出vim编辑器。

（1）查找特定字符

注：-n——表示显示行号；

-i——表示不区分大小写；

执行如下图中的命令，可以在test.txt文件中查找出特定字符the所在的位置（命令执行后，符合匹配条件的字符，字体颜色会变为红色）：

若反向选择，可使用grep命令的-v选项来实现。如下图：

补充：grep命令的-v选项，表示反转匹配或排除匹配。即-v选项会输出不匹配指定模式的行，而不是匹配的行。

如果用户想要查找不包含某个特定字符串的行，就可以使用grep -v命令来实现。

（2）利用中括号[]来查找集合字符

中括号[]里无论有几个字符，都仅代表一个字符，也就是说[io]表示匹配i或者o。

例如，执行以下命令就可以同时查找到shirt与short这两个字符串。

若要查找包含重复单个字符oo时，可执行下图中的命令：

补充：若要查找oo前面不是w的字符串，只需要通过集合字符的反向选择[^]来实现该目的。

例如，执行下图中的命令可找到oo前面不是w的字符串：

注：上图中，通过执行后的结果可以查看到，第十二行、第十三行中的#woood#和

#wooooood#，二者前面也包含w，那这是怎么回事呢？不是要把所有oo前面是w的字符行都给过滤掉了吗？

其实，从上图的执行结果中就可以看出来，第十二行的#woood#中加粗显示的是ooo而不是oo。也就是说，oo前面的那个o也是符合规则的，是不能被过滤掉的；

同理，第十三行的#wooooood#中，加粗显示的是oooooo而不是oo。也就是说oo前面的oooo也是符合规则的，是不能被过滤掉的。

若不希望oo前面存在小写字母，可以使用下图中的命令来实现：

注：a-z表示小写字母；A-Z表示大写字母

若希望查找文本中包含数字的行，可以通过下图中的命令来实现：

（3）查找行首“^”与行尾字符“$”

基础正则表达式包含两个定位元字符：^表示行首的意思；$表示行尾的意思

例如，在上面的查询the字符串时出现了很多包含the的行，

如果想要查询以the字符串为行首的行，就可以通过元字符^来实现，如下图：

若要查询以小写字母开头的行，可以使用^[a-z]来过滤，如下图：

若要查询以大写字母开头的行，则可以使用^[A-Z]来过滤，如下图：

若查询不以字母开头的行，则可以使用^[^a-zA-Z]规则来过滤，如下图：

补充：^符号在元字符[]符号内外的作用是不一样的，

在[]符号内——表示反向选择；

在[]符号外——代表定位行首。

若想查找以某一特定字符结尾的行，则可以使用$定位符。

例如，执行下图中的命令，可以查找到以小数点.结尾的行。

补充：因为小数点.在正则表达式里面也是一个元字符，所以需要在这里用转义字符\

将具有特殊意义的字符转化为普通字符。

如果要查询空白行，可执行下图中的命令：

（4）查找任意一个字符.与重复字符*

小数点.在正则表达式中也是一个元字符，代表任意一个字符。

例如，执行下图中的命令就可以查找以w开头以d结尾的字符串，共有四个字符。

*代表的是重复前面的单字符零个或多个。

例如，o*——表示拥有0个或大于等于1个o的字符

（因为允许空字符，所以执行下图中的命令时，会将文本中所有的内容都输出打印）

若是oo*，则第1个o必须存在，第2个o可以是0个或多个。如下图所示：

同理，若是查询包含至少两个o以上的字符串，则执行下面的命令即可：

若想查询以w开头以d结尾，中间至少包含一个o的字符串，可执行下图中的命令：

若想查询以w开头以d结尾，中间字符可有可无的字符串，可执行下图中的命令：

若想查询任意数字所在的行，可执行下图中的命令：

（5）查找连续字符范围{}

如果想要限制一个范围内的重复字符串该如何实现呢？

比如说，要查找三到五个o的连续字符，这时候就需要使用基础正则表达式中限定范围的字符{}了。

注：{}在Shell中具有特殊意义，所以在使用{}字符时，需要利用转义字符\将{}字符转换成普通字符。

下面介绍一下{}字符的使用方法：

查询两个o的字符：

查询以w开头以d结尾，且中间包含2~5个o的字符串：

查询以w开头以d结尾，中间包含2个或2个以上o的字符串：

2、元字符总结

基础正则表达式的元字符主要包括有：

3、扩展正则表达式

grep命令仅支持基础正则表达式，如果要只要扩展正则表达式，需要使用egrep或awk命令。

注：egrep命令是一个搜索文件获得模式，

使用该命令可以搜索文件中的任意字符串和符号，

也可以搜索一个或多个文件的字符串，

egrep命令与grep命令的用法基本相似。

与基本正则表达式类似，扩展正则表达式也包含多个元字符，常见的扩展正则表达式的元字符主要有：

4、文本处理器

grep、sed、awk是Shell编程中经常用到的文本处理工具，被称为Shell编程三剑客。

4.1 sed工具

sed工具是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），最后输出所有行或仅输出处理的某些行。

注：sed也可以在无交互的情况下实现相当复杂的文本处理操作。

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）
• 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。

注：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。

4.2 sed命令的常见用法

通常情况下，sed命令有两种格式，如下图所示：

注：操作用于对文件操作的动作行为，也就是sed的命令。

常见的sed命令选项主要有：

-e——表示指定命令或者脚本来处理输入的文本文件

-f——表示用指定的脚本文件来处理输入的文本文件

-h——显示帮助

-n——表示仅显示处理后的结果

-i——直接编辑文本文件

常见的操作有：

a——增加，在当前行下面增加一行内容

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，在选定的行上面插入一行指定内容

p——打印，

注：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

4.3 sed用法实例

以上面创建的test.txt文件为例，进行演示。

（1）输出符合条件的文本（p——表示正常输出）

若只想输出test.txt文件中的第3行内容，可以执行下列命令：

若向输出test.txt的第3~5行内容，可执行下图中的命令：

若向输出所有的奇数行，可用下图中的命令：

若想输出所有的偶数行，可以执行下图中的命令：

若想输出第1~5行之间的奇数行（第1、3、5行），可以执行下图中的命令：

若想输出第10行至文件结尾之间的偶数行，可执行下图中的命令：

注：在上图中，如果单引号换成双引号使用的话，这时候如果会报错，就要在$前面加上一个转移符才可以。如下图：

（2）sed命令结合正则表达式使用

sed命令结合正则表达式时，格式略有不同。正则表达式以/包围。

例如，若要输出test.txt文件中，包含the的行，可以使用下图中的命令。其中，the要被/包围：

若要输出第4行至第一个包含the的行，可以执行下图中的命令：

若想输出包含the的行所在的行号，可执行下图中的命令：

若想输出test.txt文件中以PI开头的行，可执行下图中的命令：

若想输出以数字结尾的行，可以执行下图中的命令：

若想输出包含单词wood的行，可执行下图中的命令：

注：\< 、\>代表单词的边界

（3）删除符合条件的文本（d）

nl命令用于计算文件的行数，结合该命令可以更加直观地查看到命令执行的结果。如下图：

若想删除test.txt文件中的第3行，可以执行下图中的命令：

若想删除第3~5行，可以执行下图中的命令：

若想删除包含cross的行，可以执行下图中的命令：

注:如果要删除不包含cross的行，用！表示取反操作。如下图：

若要删除以小写字母开头的行，可以执行下图中的命令：

若要删除以.结尾的行，可执行如下图的命令：

若要删除所有的空行，可以执行下图中的命令：

（4）替换符合条件的文本

在使用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）这些命令选项。

若想将每行中的第一个the替换为THE，可以执行下图中的命令：

若想将每行中的第2个l替换为L，可以执行下图中的命令：

将文件中的所有the替换为THE，可以执行下图中的命令：

若想将文件中的所有o删除（即替换为空的字符串），可以执行下图中的命令：

若想在每行的行首都插入#号，可以执行下图中的命令：

当然也可以通过加g，来实现全局都以#开头的效果，如下图：

若想在包含the的每行行首都插入#号，可以执行下图中的命令：

若想在每行的行尾都插入字符串EOF，可以执行下图中的命令：

若想将第3~5行中的所有the替换为THE，可以执行下图中的命令：

若要将包含the的所有行中的o都替换为O，可执行下图中的命令：

（5）迁移符合条件的文本

使用sed命令迁移符合条件的文本时，常用到以下参数：

H——复制到剪切板；

g、G——将剪切板中的数据覆盖/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

若想将包含the的行迁移至文件末尾，可执行下图中的操作：

若想将第1~5行的内容转移至第17行之后，可执行下图中的命令：

若想将包含the的行，另存为文件out.file，可执行下图中的命令：