Linux基础之-正则表达式（grep，sed，awk）
一. 正则表达式
正则表达式，又称规则表达式。（英语：Regular Expression，在代码中常简写为regex、regexp或RE），计算机科学的一个概念。正则表达式是对字符串操作的一种逻辑公式，就是用事先定义好的一些特定字符、及这些特定字符的组合，组成一个“规则字符串”，这个“规则字符串”用来表达对字符串的一种过滤逻辑。
要想真正的用好正则表达式，正确的理解元字符是最重要的事情。下表列出了所有的元字符和对它们的一个简短的描述。
元字符 | 描述 |
\ | 将下一个字符标记符、或一个向后引用、或一个八进制转义符。例如，“\\n”匹配\n。“\n”匹配换行符。序列“\\”匹配“\”而“\(”则匹配“(”。即相当于多种编程语言中都有的“转义字符”的概念。 |
^ | 匹配输入字符串的开始位置。如果设置了RegExp对象的Multiline属性，^也匹配“\n”或“\r”之后的位置。 |
$ | 匹配输入字符串的结束位置。如果设置了RegExp对象的Multiline属性，$也匹配“\n”或“\r”之前的位置。 |
* | 匹配前面的子表达式任意次。例如，zo*能匹配“z”，也能匹配“zo”以及“zoo”。 |
+ | 匹配前面的子表达式一次或多次(大于等于1次）。例如，“zo+”能匹配“zo”以及“zoo”，但不能匹配“z”。+等价于{1,}。 |
? | 匹配前面的子表达式零次或一次。例如，“do(es)?”可以匹配“do”或“does”中的“do”。?等价于{0,1}。 |
{n} | n是一个非负整数。匹配确定的n次。例如，“o{2}”不能匹配“Bob”中的“o”，但是能匹配“food”中的两个o。 |
{n,} | n是一个非负整数。至少匹配n次。例如，“o{2,}”不能匹配“Bob”中的“o”，但能匹配“foooood”中的所有o。“o{1,}”等价于“o+”。“o{0,}”则等价于“o*”。 |
{n,m} | m和n均为非负整数，其中n<=m。最少匹配n次且最多匹配m次。例如，“o{1,3}”将匹配“fooooood”中的前三个o为一组，后三个o为一组。“o{0,1}”等价于“o?”。请注意在逗号和两个数之间不能有空格。 |
? | 当该字符紧跟在任何一个其他限制符（*,+,?，{n}，{n,}，{n,m}）后面时，匹配模式是非贪婪的。非贪婪模式尽可能少的匹配所搜索的字符串，而默认的贪婪模式则尽可能多的匹配所搜索的字符串。例如，对于字符串“oooo”，“o+”将尽可能多的匹配“o”，得到结果[“oooo”]，而“o+?”将尽可能少的匹配“o”，得到结果 ['o', 'o', 'o', 'o'] |
.点 | 匹配除“\r\n”之外的任何单个字符。要匹配包括“\r\n”在内的任何字符，请使用像“[\s\S]”的模式。 |
(pattern) | 匹配pattern并获取这一匹配。所获取的匹配可以从产生的Matches集合得到，在VBScript中使用SubMatches集合，在JScript中则使用$0…$9属性。要匹配圆括号字符，请使用“\(”或“\)”。 |
(?:pattern) | 非获取匹配，匹配pattern但不获取匹配结果，不进行存储供以后使用。这在使用或字符“(|)”来组合一个模式的各个部分时很有用。例如“industr(?:y|ies)”就是一个比“industry|industries”更简略的表达式。 |
(?=pattern) | 非获取匹配，正向肯定预查，在任何匹配pattern的字符串开始处匹配查找字符串，该匹配不需要获取供以后使用。例如，“Windows(?=95|98|NT|2000)”能匹配“Windows2000”中的“Windows”，但不能匹配“Windows3.1”中的“Windows”。预查不消耗字符，也就是说，在一个匹配发生后，在最后一次匹配之后立即开始下一次匹配的搜索，而不是从包含预查的字符之后开始。 |
(?!pattern) | 非获取匹配，正向否定预查，在任何不匹配pattern的字符串开始处匹配查找字符串，该匹配不需要获取供以后使用。例如“Windows(?!95|98|NT|2000)”能匹配“Windows3.1”中的“Windows”，但不能匹配“Windows2000”中的“Windows”。 |
(?<=pattern) | 非获取匹配，反向肯定预查，与正向肯定预查类似，只是方向相反。例如，“(?<=95|98|NT|2000)Windows”能匹配“2000Windows”中的“Windows”，但不能匹配“3.1Windows”中的“Windows”。 |
(?<!pattern) | 非获取匹配，反向否定预查，与正向否定预查类似，只是方向相反。例如“(?<!95|98|NT|2000)Windows”能匹配“3.1Windows”中的“Windows”，但不能匹配“2000Windows”中的“Windows”。这个地方不正确，有问题 此处用或任意一项都不能超过2位，如“(?<!95|98|NT|20)Windows正确，“(?<!95|980|NT|20)Windows 报错，若是单独使用则无限制，如(?<!2000)Windows 正确匹配 |
x|y | 匹配x或y。例如，“z|food”能匹配“z”或“food”(此处请谨慎)。“[z|f]ood”则匹配“zood”或“food”或"|ood"。 |
[xyz] | 字符集合。匹配所包含的任意一个字符。例如，“[abc]”可以匹配“plain”中的“a”。 |
[^xyz] | 负值字符集合。匹配未包含的任意字符。例如，“[^abc]”可以匹配“plain”中的“plin”。 |
[a-z] | 字符范围。匹配指定范围内的任意字符。例如，“[a-z]”可以匹配“a”到“z”范围内的任意小写字母字符。 注意:只有连字符在字符组内部时,并且出现在两个字符之间时,才能表示字符的范围; 如果出字符组的开头,则只能表示连字符本身. |
[^a-z] | 负值字符范围。匹配任何不在指定范围内的任意字符。例如，“[^a-z]”可以匹配任何不在“a”到“z”范围内的任意字符。 |
\b | 匹配一个单词边界，也就是指单词和空格间的位置（即正则表达式的“匹配”有两种概念，一种是匹配字符，一种是匹配位置，这里的\b就是匹配位置的）。例如，“er\b”可以匹配“never”中的“er”，但不能匹配“verb”中的“er”。 |
\B | 匹配非单词边界。“er\B”能匹配“verb”中的“er”，但不能匹配“never”中的“er”。 |
\cx | 匹配由x指明的控制字符。例如，\cM匹配一个Control-M或回车符。x的值必须为A-Z或a-z之一。否则，将c视为一个原义的“c”字符。 |
\d | 匹配一个数字字符。等价于[0-9]。grep 要加上-P，perl正则支持 |
\D | 匹配一个非数字字符。等价于[^0-9]。grep要加上-P，perl正则支持 |
\f | 匹配一个换页符。等价于\x0c和\cL。 |
\n | 匹配一个换行符。等价于\x0a和\cJ。 |
\r | 匹配一个回车符。等价于\x0d和\cM。 |
\s | 匹配任何不可见字符，包括空格、制表符、换页符等等。等价于[ \f\n\r\t\v]。 |
\S | 匹配任何可见字符。等价于[^ \f\n\r\t\v]。 |
\t | 匹配一个制表符。等价于\x09和\cI。 |
\v | 匹配一个垂直制表符。等价于\x0b和\cK。 |
\w | 匹配包括下划线的任何单词字符。类似但不等价于“[A-Za-z0-9_]”，这里的"单词"字符使用Unicode字符集。 |
\W | 匹配任何非单词字符。等价于“[^A-Za-z0-9_]”。 |
\xn | 匹配n，其中n为十六进制转义值。十六进制转义值必须为确定的两个数字长。例如，“\x41”匹配“A”。“\x041”则等价于“\x04&1”。正则表达式中可以使用ASCII编码。 |
\num | 匹配num，其中num是一个正整数。对所获取的匹配的引用。例如，“(.)\1”匹配两个连续的相同字符。 |
\n | 标识一个八进制转义值或一个向后引用。如果\n之前至少n个获取的子表达式，则n为向后引用。否则，如果n为八进制数字（0-7），则n为一个八进制转义值。 |
\nm | 标识一个八进制转义值或一个向后引用。如果\nm之前至少有nm个获得子表达式，则nm为向后引用。如果\nm之前至少有n个获取，则n为一个后跟文字m的向后引用。如果前面的条件都不满足，若n和m均为八进制数字（0-7），则\nm将匹配八进制转义值nm。 |
\nml | 如果n为八进制数字（0-7），且m和l均为八进制数字（0-7），则匹配八进制转义值nml。 |
\un | 匹配n，其中n是一个用四个十六进制数字表示的Unicode字符。例如，\u00A9匹配版权符号（©）。 |
\p{P} | 小写 p 是 property 的意思，表示 Unicode 属性，用于 Unicode 正表达式的前缀。中括号内的“P”表示Unicode 字符集七个字符属性之一：标点字符。 其他六个属性： L：字母； M：标记符号（一般不会单独出现）； Z：分隔符（比如空格、换行等）； S：符号（比如数学符号、货币符号等）； N：数字（比如阿拉伯数字、罗马数字等）； C：其他字符。 *注：此语法部分语言不支持，例：javascript。 |
\< \> | 匹配词（word）的开始（\<）和结束（\>）。例如正则表达式\<the\>能够匹配字符串"for the wise"中的"the"，但是不能匹配字符串"otherwise"中的"the"。注意：这个元字符不是所有的软件都支持的。 |
| ( ) | 将( 和 ) 之间的表达式定义为“组”（group），并且将匹配这个表达式的字符保存到一个临时区域（一个正则表达式中最多可以保存9个），它们可以用 \1 到\9 的符号来引用。 |
| | | 将两个匹配条件进行逻辑“或”（Or）运算。例如正则表达式(him|her) 匹配"it belongs to him"和"it belongs to her"，但是不能匹配"it belongs to them."。注意：这个元字符不是所有的软件都支持的。 |
在linux中，通配符是由shell解释的，而正则表达式则是由命令解释的，下面我们就为大家介绍三种文本处理工具/命令：grep、sed、awk，它们三者均可以解释正则。
二. grep
1. grep指令用于查找内容包含指定的范本样式的文件，如果发现某文件的内容符合所指定的范本样式，预设grep指令会把含有范本样式的那一列显示出来。若不指定任何文件名称，或是所给予的文件名为"-"，则grep指令会从标准输入设备读取数据。
语法
grep [-abcEFGhHilLnqrsvVwxy][-A<显示列数>][-B<显示列数>][-C<显示列数>][-d<进行动作>][-e<范本样式>][-f<范本文件>][--help][范本样式][文件或目录...]
参数：
- -a或--text 不要忽略二进制的数据。
- -A<显示列数>或--after-context=<显示列数> 除了显示符合范本样式的那一列之外，并显示该列之后的内容。
- -b或--byte-offset 在显示符合范本样式的那一列之前，标示出该列第一个字符的位编号。
- -B<显示列数>或--before-context=<显示列数> 除了显示符合范本样式的那一列之外，并显示该列之前的内容。
- -c或--count 计算符合范本样式的列数。
- -C<显示列数>或--context=<显示列数>或-<显示列数> 除了显示符合范本样式的那一列之外，并显示该列之前后的内容。
- -d<进行动作>或--directories=<进行动作> 当指定要查找的是目录而非文件时，必须使用这项参数，否则grep指令将回报信息并停止动作。
- -e<范本样式>或--regexp=<范本样式> 指定字符串做为查找文件内容的范本样式。
- -E或--extended-regexp 将范本样式为延伸的普通表示法来使用。
- -f<范本文件>或--file=<范本文件> 指定范本文件，其内容含有一个或多个范本样式，让grep查找符合范本条件的文件内容，格式为每列一个范本样式。
- -F或--fixed-regexp 将范本样式视为固定字符串的列表。
- -G或--basic-regexp 将范本样式视为普通的表示法来使用。
- -h或--no-filename 在显示符合范本样式的那一列之前，不标示该列所属的文件名称。
- -H或--with-filename 在显示符合范本样式的那一列之前，表示该列所属的文件名称。
- -i或--ignore-case 忽略字符大小写的差别。
- -l或--file-with-matches 列出文件内容符合指定的范本样式的文件名称。
- -L或--files-without-match 列出文件内容不符合指定的范本样式的文件名称。
- -n或--line-number 在显示符合范本样式的那一列之前，标示出该列的列数编号。
- -q或--quiet或--silent 不显示任何信息。
- -r或--recursive 此参数的效果和指定"-d recurse"参数相同。
- -s或--no-messages 不显示错误信息。
- -v或--revert-match 反转查找。
- -V或--version 显示版本信息。
- -w或--word-regexp 只显示全字符合的列。
- -x或--line-regexp 只显示全列符合的列。
- -y 此参数的效果和指定"-i"参数相同。
- --help 在线帮助。
实例1 查找当前目录下包含”test“内容的所有文件
grep -r 匹配内容 目录，以递归的方式查找此目录及子目录下文件的内容
实例2 反向查找（-v）
查找文件中不包含”test“内容的行
2. egrep（扩展正则）
egrep执行效果与"grep-E"相似，使用的语法及参数可参照grep指令，与grep的不同点在于解读字符串的方法。
egrep是用extended regular expression语法来解读的，而grep则用basic regular expression 语法解读，extended regular expression比basic regular expression的表达更规范。
语法
egrep [范本模式] [文件或目录]
参数说明：
- [范本模式] ：查找的字符串规则。
- [文件或目录] ：查找的目标文件或目录。
实例1 查找当前目录下包含“Apple”内容的文件，并显示匹配的行
实例2 匹配用户配置文件中以“字母+数字+字母”命名的用户
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