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sed命令_Linux sed命令:替换、删除、更新文件中的内容

sed 是 stream editor 的缩写,中文称之为“流编辑器”。

sed 命令是一个面向行处理的工具,它以“行”为处理单位,针对每一行进行处理,处理后的结果会输出到标准输出(STDOUT)。你会发现 sed 命令是很懂礼貌的一个命令,它不会对读取的文件做任何贸然的修改,而是将内容都输出到标准输出中。

我们来看看 sed 的命令格式:
sed command file
  • command 部分:针对每行的内容所要进行的处理(这部分很重要很重要)。
  • file 部分:要处理的文件,如果忽略 file 参数,则 sed 会把标准输入作为处理对象。

sed 的工作原理是什么

刚才我们说了,sed 命令是面向“行”进行处理的,每一次处理一行内容。处理时,sed 会把要处理的行存储在缓冲区中,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。这个缓冲区被称为“模式空间”(pattern space)。

如前面所说,在这个处理过程中,sed 命令并不会对文件本身进行任何更改。

我们来一起看一个最最简单的 sed 命令的例子,让大家对它有个感性的认识。
#我们先来看看原文件的内容
[roc@roclinux ~]$ cat roc.txt
test 1
test2
testtest
XtestX
BBtest
 
#我们想用sed命令来删除文件中带字符“2”的行
[roc@roclinux ~]$ sed '/2/d' roc.txt
test 1
testtest
XtestX
BBtest

此例子是利用 sed 来删除 roc.txt 文件中含有字符“2”的行。看到了吧,例子很简单,这个命令的 command 部分是/2/d,而且它是用单引号括起来的。你也一定要学着这样做,用到 sed,别忘了用单引号将 command 部分括起来。

/2/d中的 d 表示删除,意思是说,只要某行内容中含有字符 2,就删掉这一行。(sed 所谓的删除都是在模式空间中执行的,不会真正改动 roc.txt 原文件。)

想用 sed 命令实现 cut 命令的效果

假如我们想实现类似于 cut-d:-f 1/etc/passwd 的效果,也就是以冒号为间隔符提取第 1 个域,用 sed 命令应该怎么操作呢?
#先来一起看看/etc/passwd文件的内容
[roc@roclinux ~]$ head -n 5 /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin
 
#我们这回用sed命令来提取文件中每行的第一个域, 间隔符是冒号
[roc@roclinux ~]$ head -n 5 /etc/passwd|sed 's/:.*$//'
root
bin
daemon
adm
lp

看到了吧,我们将 command 部分指定成了's/:.*$//',表示我们要把每一行的第一个冒号到结尾的部分都清空,这样留下的便是第一个冒号前的内容啦。

sed 都有哪些好用的选项

说到 sed 命令的选项,就不得不提-n选项,想把这个选项介绍清楚,还是要费一些脑子和笔墨的。

前面提到,sed 会将模式空间里的行经过处理后输出到标准输出,这是默认的处理方式。也就是说,除非你使用“d”来删除此行,否则经过“模式空间”处理的行都是会被输出到标准输出(屏幕)上的。我们一起来看下面的例子:
#还是先来看看原文件的内容
[roc@roclinux ~]$ cat roc.txt
1
2
3
4
5
 
#仔细看, 输出中出现了两个“4”
[roc@roclinux ~]$ sed ‘/4/p’ roc.txt
1
2
3
4
4
5
看,所有的原始文件内容都被输出来了,而且含有字符4的行被输出了两遍。

但这就是 sed 命令的工作原理,它会不问青红皂白地把经过处理的行先输出出来,然后再执行后面的动作。(在这里我们设定了 p,表示打印此行。)这明显不符合我们的初衷,我们只是想让 sed 命令找到含有 4 的行再输出。

这时候,不妨加上-n选项试一试,你会发现,结果变得如你所愿了。
[roc@roclinux ~]$ sed -n '/4/p' roc.txt
4

-n选项会很严肃地警告 sed 命令:除非是明确表明要输出的行,否则不要给我胡乱输出。-n选项经常和 p 配合使用,其含义就是,输出那些匹配的行。

command 部分花样很多

还记得我们在前面介绍过的,sed 命令的命令格式是这样的:
$ sed command file
其中,command 部分是 sed 命令的精髓,对 command 部分的掌握程度决定了你是不是 sed 高手。

command 部分可以分为两块知识:一块是范围设定,一块是动作处理。

范围设定,可以采用两种不同的方式来表达:
  1. 指定行数:比如‘3,5’表示第 3、第 4 和第 5行;而‘5,$’表示第 5 行至文件最后一行。
  2. 模式匹配:比如/^[^dD]/表示匹配行首不是以 d 或 D 开头的行。

而动作处理部分,会提供很丰富的动作供你选择,下面就来介绍几个最常用的动作吧:
  • d:表示删除行。
  • p:打印该行。
  • r:读取指定文件的内容。
  • w:写入指定文件。
  • a:在下面插入新行新内容。

展示 sed 实力的时候到了

事实胜于雄辩,我们打算通过四个例子,让大家感受到 sed 命令真的是一位“实力派”选手。

第一个例子,我们来显示 test 文件的第 10 行到第 20 行的内容:
#我们采用了刚才提到的指定行区间的方法
[roc@roclinux ~]$ sed -n '10,20p' test

第二个例子,我们尝试将所有以 d 或 D 开头的行里的所有小写 x 字符变为大写 X 字符:
[roc@roclinux ~]$ sed '/^[dD]/s/x/X/g' test

这个用法值得一讲,我们在 command 部分采用了 /AA/s/BB/CC/g 的语法格式,这表示我们要匹配到文件中带有 AA 的行,并且将这些行中所有的 BB 替换成 CC。

第三个例子,我们要删除每行最后的两个字符:
#点号表示一个单个字符, 两个点号就表示两个单个字符
[roc@roclinux ~]$ sed 's/..$//' test

有人可能会问,用 sed‘/..$/d’test 为什么不行呢,d 不是表示删除么?用 d 是不行的,这是因为 d 表示删除整行内容,而非字符。'/..$/d'表示的是匹配所有末尾含有两个字符的行,然后删除这一整行内容,显然这和我们的初衷是相悖的。

第四个例子,我们希望删除每一行的前两个字符:
[roc@roclinux ~]$ sed 's/..//' test

通过这四个例子,相信大家对 sed 命令的最常见用法已经有了很直观的认识了,不妨在自己的实际工作中把这些知识用起来吧。

& 符号的妙用

我们仍然通过一个场景来讲解这个知识点。
#按照惯例, 先展示文件的内容
[roc@roclinux ~]$ cat mysed.txt
Beijing
London
 
#我们使用到了&符号, 大家试着猜一猜它的作用
[roc@roclinux ~]$ sed 's/B.*/&2008/' mysed.txt
Beijing2008
London

不卖关子,答案揭晓啦,这个命令的作用是将包含‘B.*’的字符串后面加上 2008 四个字符。这个命令中我们用到了 & 字符,在 sed 命令中,它表示的是“之前被匹配的部分”,在我们的例子中当然就是 Beijing 啦!

我们再通过一个例子强化一下大家对&符号的理解:
#这个例子或许更易理解
[roc@roclinux 20160229]$ sed 's/Bei/&2008/' mysed.txt
Bei2008jing
London

sed 中的括号有深意

在 sed 命令中,其实小括号‘()’也是有深意的。我们开门见山,通过一个例子,让大家见识一下小括号的威力:
[roc@roclinux ~]$ echo "hello world" | sed 's/\(hello\).*/world \1/'
world hello
我们看到,原本是“hello world”,经过 sed 的处理,输出变成了“world hello”。

这个例子中就用到了小括号的知识,我们称之为“sed 的预存储技术”,也就是命令中被“(”和“)”括起来的内容会被依次暂存起来,存储到 \1、\2…里面。这样你就可以使用‘\N’形式来调用这些预存储的内容了。

来继续看一个例子,我们希望只在每行的第一个和最后一个 Beijing 后面加上 2008 字符串,言下之意就是,除了每行的第一个和最后一个 2008 之外,这一行中间出现的 Beijing 后面就不要加 2008 啦。这个需求,真的是很复杂很个性化,但 sed 命令仍然可以很好地满足:
#先看下文件内容, 第一行中出现了4个Beijing
[roc@roclinux ~]$ cat mysed.txt
Beijing Beijing Beijing Beijing
London London London London
 
#效果实现啦, 可是, 命令真的好复杂
[roc@roclinux ~]$ sed 's/\(Beijing\)\(.*\)\(Beijing\)/\12008\2\32008/' mysed.txt
Beijing2008 Beijing Beijing Beijing2008
London London London London

这个命令确实足够复杂,用流行的语言说就是“足够虐心”。这个例子中我们再次使用了预存储技术,存储了三项内容,分别代表第一个 Beijing、中间的内容、最后的 Beijing。而针对\1\3,我们在其后面追加了 2008 这个字符串。

更聪明的定位行范围

实践是学习知识最好的方法,相信大家看了这个例子后,就明白如何更好地定位行范围了:
#文件内容展示一下
[roc@roclinux ~]$ cat mysed.txt
Beijing 2003
Beijing 2004
Beijing 2005
Beijing 2006
Beijing 2007
Beijing 2008
Beijing 2007
 
#我们想展示匹配了2005的行和2007的行之间的内容
[roc@roclinux ~]$ sed -n ‘/2005/,/2007/p’ mysed.txt
Beijing 2005
Beijing 2006
Beijing 2007

我们使用 /2005/ 来匹配行范围的首行,用 /2008/ 来匹配行范围的尾行。可以看到,在匹配尾行时,只要遇到第一个符合要求的行,就会停止,而不会再继续向后匹配了。所以,sed 命令只是匹配到了第一个 2007,并没有匹配到第二个 2007。

用 -e 选项来设置多个 command

还记得 command 部分吧,现在有一个好消息要告诉你,那就是 sed 命令可以包含不只一个 command。如果要包含多个 command,只需在每个 command 前面分别加上一个-e选项即可。
#我们通过2个-e选项设置了两个command
[roc@roclinux ~]$ sed -n -e ‘1,2p’ -e ‘4p’ mysed.txt
Beijing 2003
Beijing 2004
Beijing 2006

有一个地方值得大家注意,那就是-e选项的后面要立即接 command 内容,不允许再夹杂其他选项。

-e选项支持设置多个 command,这原本是一件好事情,让我们可以更方便地实现一些替换效果。但是,这也给我们带来了幸福的烦恼,假如我们设定了很多个 command,那它们的执行顺序是怎样的呢?

如果这一点不搞明白,-e选项带来的或许只有混乱而非便捷。我们来一起看看下面的例子:
#先看看文件的内容
[roc@roclinux ~]$ cat mysed.txt
Beijing 2003
Beijing 2004
Beijing 2005
Beijing 2006
Beijing 2007
Beijing 2008
 
#我们设置了两个command
[roc@roclinux ~]$ sed -e ‘s/Beijing/London/g’ -e ‘/Beijing/d’ mysed.txt
London 2003
London 2004
London 2005
London 2006
London 2007
London 2008

前一个 command 表示将 Beijing 替换为 London,而后一个 command 表示要删除包含了 Beijing 字符串的行,但是最后的结果却是输出了所有行,并没有发现被删除的行。这是因为第一个 command 已经将 Beijing 都替换成了 London,所以怪第二个 command 找不到 Beijing 了。

我们再来把上面例子中的 command 颠倒一下位置,看看效果如何:
#我们先指定删除动作, 再指定替换动作
[roc@roclinux 20160229]$ sed -e '/Beijing/d' -e 's/Beijing/London/g' mysed.txt
[roc@roclinux 20160229]$

通过这两个小例子,我们可以很清晰地看到,多个 command 之间,是按照在命令中的先后顺序来执行的。

用 -f 选项设定 command 文件

如果你的 sed 命令的 command 部分很长,那么可以将内容写到一个单独的文件中,然后使用-f选项来指定这个文件作为我们 sed 命令的 command 部分:
#这是我们事先写好的文件
[roc@roclinux ~]$ cat callsed
/2004/,/2006/p
 
#我们用-f选项来指定command文件
[roc@roclinux ~]$ sed -n -f callsed mysed.txt
Beijing 2004
Beijing 2005
Beijing 2006

很好理解吧,-f选项并不难,而且我会经常使用,因为一些比较常用的匹配规则,我都会存到单独的文件中,不用再费脑子记忆啦。

内容插入

sed 命令远比你想象的要强大,它不仅可以处理本行内容,还可以在这一行的后面插入内容:
#我们将要插入的内容保存到一个单独的文件中
[roc@roclinux ~]$ cat ins.txt
====China====
 
#展示一下我们要处理的文件
[roc@roclinux ~]$ cat mysed.txt
Beijing 2003
Beijing 2004
Beijing 2005
Beijing 2006
Beijing 2007
Beijing 2008
 
#看, 我们使用r来实现插入
[roc@roclinux ~]$ sed ‘/2005/r ins.txt’ mysed.txt
Beijing 2003
Beijing 2004
Beijing 2005
====China====
Beijing 2006
Beijing 2007
Beijing 2008
通过效果可以看出来,我们在文件中的含有 2005 字符串的行的下面一行插入了 ins.txt 文件的内容。

除了可以通过指定文件来插入外,其实还可以使用 a\ 在特定行的“下面”插入特定内容:
#文件内容
[roc@roclinux ~]$ cat new.txt
Beijing 2004
Beijing 2005
Beijing 2006
 
#我们希望在2004的下一行插入China
[roc@roclinux ~]$ sed ‘/2004/a\China’ mysed.txt
Beijing 2003
Beijing 2004
China
Beijing 2005
Beijing 2006
Beijing 2007
Beijing 2008
可以看到,我们只要使用a\然后加上要插入的内容就可以轻松实现啦。

有些同学会问,既然可以在一行的下面插入内容,那是否可以在一行的上面插入内容呢?答案是当然可以,那就是使用i\动作:
[roc@roclinux ~]$ sed ‘/2004/i\China’ mysed.txt
Beijing 2003
China
Beijing 2004
Beijing 2005
Beijing 2006
Beijing 2007
Beijing 2008 

说一说 y 动作

在介绍 y 动作之前,我们先来看看它可以实现什么效果:
#原文件内容
[roc@roclinux ~]$ cat mysed.txt
Beijing 2003
Beijing 2004
Beijing 2005
Beijing 2006
Beijing 2007
Beijing 2008
 
#y就是按照字符顺序, 实现前后的替换
[roc@roclinux 20160229]$ sed 'y/ei/ie/' mysed.txt
Biejeng 2003
Biejeng 2004
Biejeng 2005
Biejeng 2006
Biejeng 2007
Biejeng 2008
这个例子其实已经很清楚了,我们希望将所有的 e 和 i 互换。

有些同学会问,y///s///有什么区别呢?主要有以下两点:
  • y 的语法格式是 y/source/dest/,表示将 source 中的字符对位替换为 dest 中的字符。而 s 的语法格式是 s/regexp/replacement/,表示通过正则匹配到的内容替换为 replacement 部分。
  • y 只是简单的逐字替换,没有很多花样。s 支持 & 符号和预存储等特性,可以实现更多灵活的替换效果。

这时,一些 GEEK 或许会想到一种情况,那就是 y/ee/ei/ 会产生什么效果呢?因为这里面出现了两个同样的字符,我们还是通过例子来看一下:
[roc@roclinux 20160229]$ sed 'y/ee/ie/' mysed.txt
Biijing 2003
Biijing 2004
Biijing 2005
Biijing 2006
Biijing 2007
Biijing 2008

看到了吧,如果 source 部分出现了重复的字符,则只有第一次出现的对位替换会产生效果,后面的并不会起作用。或许下面这个例子更加清晰些:
#原文件内容
[roc@roclinux ~]$ cat mysed.txt
Beijing 2003
Beijing 2004
Beijing 2005
Beijing 2006
Beijing 2007
Beijing 2008
 
#iji到iba的替换中, 只有j到b起到了效果
[roc@roclinux 20160229]$ sed 'y/iji/iba/' mysed.txt
Beibing 2003
Beibing 2004
Beibing 2005
Beibing 2006
Beibing 2007
Beibing 2008

通过 n 动作来控制行的下移

有时我们希望实现隔行处理的效果,比如只需对偶数行做某个替换,这时候,我们就需要 n 动作的帮忙啦:
#原文件内容
[roc@roclinux ~]$ cat mysed.txt
Beijing 2003
Beijing 2004
Beijing 2005
Beijing 2006
Beijing 2007
Beijing 2008
 
#我们同时使用了n动作和y动作
[roc@roclinux ~]$ sed ‘/200/{n;y/eijng/EIJNG/;}’ mysed.txt
Beijing 2003
BEIJING 2004
Beijing 2005
BEIJING 2006
Beijing 2007
BEIJING 2008

你会发现,大写的 BEIJING 是隔行出现的。这就是n选项在起作用,它的真实作用是将下一行内容放到处理缓存中,这样,就让当前这一行躲避开了替换动作,是不是有点像小时候玩游戏时通过左右键躲避开 BOSS 的大招,哈哈。

将指定行写入到特定文件中

文章要进入尾声了,我们最后再教大家一个非常实用的动作,那就是 w 动作,它可以将匹配到的内容写入到另一个文件中,即用来实现内容的筛选与保存:
#将包含2004、2005、2006的行保存到new.txt文件中
[roc@roclinux ~]$ sed ‘/200[4-6]/w new.txt’ mysed.txt
Beijing 2003
Beijing 2004
Beijing 2005
Beijing 2006
Beijing 2007
Beijing 2008
 
#我们要的内容已经乖乖到碗里来了
[roc@roclinux ~]$ cat new.txt
Beijing 2004
Beijing 2005
Beijing 2006

好了,sed 的流艺术系列到这里就全部结束啦,相信你对 sed 已经有了初步的认识,可以在实战中露两手了。

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