正则表达式-2 sed语法

一、sed命令介绍

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(除非加上-i选项)，而是将内容都输出到标准输出中。

sed命令的语法：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命令的选项与参数：

-n : 使用静默模式，在一般的sed的用法中，所有来自stdin(标准输出)的数据一般都会被列出到屏幕上。
     但如果加上-n参数后，则只要经过sed特殊处理的那行才会被列出来。
-e : 直接在命令行模式上进行sed的操作编辑
-f : 直接将sed的操作写在一个文件内，-f filename则可以执行filename内的sed操作
-r : 使用扩展正则表达式的语法
-i : 直接修改文件内容，而不是输出到屏幕上
command说明：[n1][,n2] action
n1,n2 : 一般代表【选择进行操作(action)的行数】，举例：如果我的操作是需要在
        5行到20行之间进行的，则【5,20[action]】。

action的参数：

单行模式空间

a : 新增。a的后面接字符，而这些字符会在新增到下一行
i : 插入。i的后面接字符，而这些字符会在新增到上一行
c : 替换。c的后面接字符，这些字符替换n1到n2的行
d : 删除。因为是删除，所以d后面通常不接任何东西
p : 打印。将匹配的数据打印出来。通常p会与选项-n一起使用
s : 替换。将文件原内容替换为新内容。举例：s/lod/new/g
n : 读取匹配的数据的下一行，覆盖模型空间的前一行(也就是被匹配的行)，结果交给下一个参数处理

多行模式空间

N : 读取匹配的数据的下一行追加到模式空间，同时将两行看做一行，但是两行之间依然含有n换行符
P : 打印。打印模式空间开端至n(换行)前面的内容，并追加到默认输出之前。
D : 如果模式空间包含换行符，则删除直到第一个换行符的模式空间中的文本， 并不会读取新的输入行，
    而使用合成的模式空间重新启动循环。如果模式空间 不包含换行符，则会像发出d命令那样启动正常的新循环

替换标记
g 表示行内全面替换。 
p 表示打印行。 
w 表示把行写入一个文件。 
x 表示互换模板块中的文本和缓冲区中的文本。 
y 表示把一个字符翻译为另外的字符（但是不用于正则表达式）
\1 子串匹配标记
& 已匹配字符串标记

其它
! 表示后面的命令对所有没有被选定的行发生作用。 
= 打印当前行号码。 
# 把注释扩展到下一个换行符以前。 

二、sed 的工作原理与流程

工作原理：

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）。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。

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。

2.1 模式空间与保持空间

**模式空间(pattern space)：**

sed处理文本内容行的一个临时缓冲区，模式空间中的内容会主动打印到标准输出，并自动清空模式空间

**保持空间(hold space)：**

sed处理文本内容行的另一个临时缓冲区，不同的是保持空间内容不会主动清空，也不会主动打印到标准输出，而是需要sed命令来进行处理

模式空间与保持空间的关系：

**模式空间：**相当于流水线，文本行在模式空间中进行处理；
**保持空间：**相当于仓库，在模式空间对数据进行处理时，可以把数据临时存储到保持空间；作为模式空间的一个辅助临时缓冲区，但又是相互独立，可以进行交互，命令可以寻址模式空间但是不能寻址保持空间。可以使用高级命令h,H,g,G与模式空间进行交互。

模式空间与保持空间进行交互：

d : 删除模式空间的内容，开始下一个循环
D : 删除模式空间/n(换行符)前面的内容

h : 【复制】模式空间的内容至保持空间(会覆盖保持空间的原内容)
H : 把模式空间的内容【追加】至保持空间

g : 【复制】保持空间的内容至模式空间(会覆盖模式空间的原内容)
G : 把保持空间的内容【追加】至模式空间

x : 【交换】模式空间与保持空间的内容

3-sed命令演示

**注意！**以下的演示都未加-i，所以对实际文件内容不产生任何效果。

#使用sed命令对该文件进行演示
[root@localhost ~]# cat passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin

#用a参数在第一行的下面插入test
[root@localhost ~]# sed '1atest' passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
test
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin

#用i参数在第二行的上面插入hello
[root@localhost ~]# sed '2ihello' passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
hello
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin

#用c参数把第二行替换为hello
[root@localhost ~]# sed '2chello' passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
hello

#用d参数删除匹配到‘root’的行
[root@localhost ~]# sed '/root/d' passwd
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin

#单独用s参数替换文件内容只会替换该行匹配到的第一个
[root@localhost ~]# sed 's/root/tom/' passwd
tom:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
#s和g搭配使用可达到替换全部匹配到的效果
[root@localhost ~]# sed 's/root/tom/g' passwd
tom:x:0:0:tom:/tom:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin

#单独使用p参数可以看到不仅打印出匹配‘root’的行，还把原本内容 
#一起显示出来了，这是因为sed的特性，文章开头的一段话就说明了。
[root@localhost ~]# sed '/root/p' passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
#通常p参数会搭配-n选项一起使用，-n是静默模式
[root@localhost ~]# sed -n '/root/p' passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash

#用n参数读取当前行(匹配到的行)的下一行至模式空间，n参数会覆盖模式空间的 
#前一行(也就是含有'root'的行)。此时模式空间只有‘下一行’，后面的d参数会 
#删除模式空间的内容，所以sed会打印出含有root的行
[root@localhost ~]# sed '/root/n;d' passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash

#可以发现使用N参数没有内容被打印出来，是因为N参数读取当前行的下一行至模式空间时
#并不会覆盖模式空间的上一行，此时模式空间‘当前行’与‘下一行’都存在，后面的d参数会
#模式空间的内容，所有没有内容被打印出来
[root@localhost ~]# sed '/root/N;d' passwd
[root@localhost ~]#

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