一文轻松入门 Linux 三剑客与正则表达式 | 测试利器 Shell 教程(一)

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本文适合 Shell 入门学习演练,作者为霍格沃兹测试学院 MrDong

为什么使用三剑客?

Linux 给人的印象是黑乎乎的神秘窗口,文本操作和数据处理似乎没有 Windows 窗口界面直观方便。其实不然,Linux 也有自己的法宝,称之为三剑客:grep,awk 和 sed。你可以用这三件法宝很方便的处理数据 :查找,分段,修改,而这三个功能对应着我们今天的主角:grep,awk,sed。

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形象一点比喻,如果把数据比作人群,那么 grep 就是照妖镜,用来找出妖精;awk 就是尺子给人群分门别类;而 sed 就是宝剑,用来除掉妖精。当你明白为什么要用三剑客时,就更容易拿这三把剑去斩妖除魔。

下面我会分别介绍这三剑客,你需要做的,是拿出电脑和我一同演练剑术。

第一剑客:grep

grep 是一种强大的文本搜索工具,它能使用 正则表达式 搜索文本,并把匹配的行打印出来。这把剑可以分辨妖魔,从人群中找出害人的妖精。这可是非常强大的重武器,请一定要尝试着掌控它。

curl https://testerhome.com \

| grep -o 'http://[a-zA-Z0-9\.\-]*'

首先,我们的人群从哪里来?从 curl 中来,上面的 curl https://testerhome.com 表示展示 TesterHome 社区的 html 信息,我把这些信息比做茫茫人群:

<div class="links"  data-no-turbolink="">

<span style="font-size:14px; color:#666;"> 友情链接 </span><span style="margin-left:5px">

          <a style="color:#317DDA;" href="http://wetest.qq.com/?from=links_testerhome" target="_blank">WeTest 腾讯质量开放平台 </a> /

          <a style="color:#317DDA;" href="http://www.infoq.com/cn" target="_blank">InfoQ</a> /

          <a style="color:#317DDA;" href="http://www.testtao.com/portal.php" target="_blank"> 测试之道 </a> /

          <a style="color:#317DDA;" href="https://www.testwo.com/" target="_blank"> 测试窝 </a> /

          <a style="color:#317DDA;" href="http://tieba.baidu.com/f?ie=utf-8&kw=%E8%BD%AF%E4%BB%B6%E6%B5%8B%E8%AF%95&fr=search" target="_blank"> 百度测试吧 </a> /

          <a style="color:#317DDA;" href="http://www.itdks.com/" target="_blank">IT 大咖说 </a>

</span>

这是我截取的部分内容,你会看到许多信息,如果想找出妖精(所有的链接),你可以用 grep 的 -o参数,打印匹配到的部分,你可以理解为妖精现形,其后的 http://[a-zAZ0-9\.\-]* 是正则表达式,它匹配以 http:// 开头,其后跟着字母 (a-zA-Z) 或数字 (0-9) 或 .(\.) 或-(\-),这里不懂的不要紧,后面我会介绍正则表达式这个强大的工具。

这里正则表达式的意思很明显,妖精的样子是以 http:// 开头的链接。

因为上面的连接以 " 结尾,比如 href="http://wetest.qq.com/?from=links_testerhome",当遇到 " 时,会跳出匹配,

请跟着我敲出上面的命令,以下面是它匹配到的内容:

http://wetest.qq.com

http://www.infoq.com

http://www.testtao.com

http://tieba.baidu.com

http://www.itdks.com

就像本例子一样,妖精的长相千奇百怪,不光是链接,还有可能是一段文本,一句话,甚至是一个单词,要想掌握 grep,你还要了解下面表格中的信息,表格是剑术手册,至关重要:

命令解释
-A n追加显示结果行后面 n 行
-B n追加显示结果行前面 n 行
-C n追加显示结果行前后 n 行,默认 -C 2,表示 -A 2 -B 2
-c, –count显示搜索结果数量
-o只打印匹配结果部分
-E使用扩展版正则表达式匹配,相当于执行 egrep
-F使用静态字符串匹配,相当于执行 fgrep
-z先解包再搜索,相当于执行 zgrep
-e pattern表示后续字符串为目标正则表达式,主要用于同时使用多个 -e 匹配多个模式,也用于正则表达式开头为 – 的场合(消除歧义)
-v反向搜索,打印不匹配搜索模式的结果
-q,–quiet,–silent非贪婪式搜索,搜到一个结果时停止继续搜索该文件
–exclude,–exclude-dir pattern排除非目标搜索文件或目录,高优先级
–include,–include-dir pattern仅搜索目标文件或目录,低优先级
-f file指定搜索某个文件
-H,-h打印、不打印文件名
-n显示行号,从 1 开始
-I忽略二进制文件
-i忽略大小写,默认大小写敏感
-L仅列出打印不含目标搜索结果的文件
-l仅列出打印包含目标搜索结果的文件
-m n仅显示前 n 个结果
-R递归扫描子文件夹
-S递归扫描时,追踪扫描符号链接文件、目录,默认不追踪(等同于指定 -p)
-s静默模式,忽略错误文件
-w,-x正则模式作为单个完整单词、完整行进行搜索

这些信息是掌握第一剑客 grep 的重要资料,当然你需要多加练习才能更好的使用它,表格供你不明时进行查询。

除此之外,如果你想查看更多有关 grep 的内容,可以用:

grep --help

第二剑客:awk

如果为三剑客排个地位,那么 awk 绝对是 老大,他甚至可以代替 grep,awk 不光支持正则,还可以对字段进行分段处理,它的功能是辨认妖精和给妖精分类。

echo $PATH | awk 'BEGIN{RS=":"}{print $0}' \

 | awk -F/ '{print $1,$2}'

不同于上面的 curl 命令, echo $PATH 打印本地的环境变量,这是一个新人群:

/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin

现在人群太乱了,它们都堆在一排,根本没法操作,需要用法宝 awk 把他们分行 awk'BEGIN{RS=":"}{print $0}',其中 RS 的意思是用:作为记录分割符,将上面的内容 分行BEGIN 的意思是 初始化代码块,在对每一行进行处理之前,先执行 BEGIN 中的内容,这就是施法前摇😄:

/usr/local/sbin

/usr/local/bin

/usr/sbin

/usr/bin

/sbin

/bin

这样看起来舒服很多,大家都被分门别类,现在我发现了妖精,符号 / 太累赘,想阻挡我们的去路,于是用 awk 去掉这个拦路虎 awk-F/'{print $1,$2}' 命令用 -F/表示用 / 作为分隔符, $1$2 表示提取每行前 2 个内容, print 进行打印:

usr

 usr

 usr

 usr

 sbin

 bin

有的同学很迷惑,为啥每行只提取出一个字符(usr),而不是两个(usr locl),这是因为 $1 是指 / 前的字符 ,比如 /usr/local/sbin,第一个 / 前是空白,第二个 /前是 usr,因此打印只显示了 空白 usr

其实参数 FSF的使用相同,上面的剑客也可以这么用:

echo $PATH | awk 'BEGIN{RS=":"}{print $0}' \

 | awk 'BEGIN{FS="/"}{print $1,$2}'

就像本例子一样,人群会很复杂,你要先精简人群,才能找出妖精,要想掌握 awk,你还要了解下面表格中的信息,表格是剑术手册,至关重要:

awk 的语法是这样的:

awk [-F|-f|-v] ‘BEGIN{} //{command1; command2} END{}’ file

意思可以对照下面的表格:

选项解释
[-F|-f|-v]-F 指定分隔符,-f 调用脚本,-v 定义变量 var=value
‘ ‘引用代码块
BEGIN初始化代码块,在对每一行进行处理之前,初始化代码,主要是引用全局变量,设置 FS 分隔符
//匹配代码块,可以是字符串或正则表达式
{}命令代码块,包含一条或多条命令
多条命令使用分号分隔
END结尾代码块,在对每一行进行处理之后再执行的代码块,主要是进行最终计算或输出结尾摘要信息

还有常见的其他命令:

其他命令解释
$0表示整个当前行
$1每行第一个字段
NF字段数量变量
NR每行的记录号,多文件记录递增
FNR与 NR 类似,不过多文件记录不递增,每个文件都从 1 开始
\t制表符
\n换行符
FSBEGIN 时定义分隔符
RS输入的记录分隔符, 默认为换行符 (即文本是按一行一行输入)
~匹配,与 == 相比不是精确比较
!~不匹配,不精确比较
==等于,必须全部相等,精确比较
!=不等于,精确比较
&&逻辑与
||
逻辑或
+匹配时表示 1 个或 1 个以上
/[0-9][0-9]+/两个或两个以上数字
/[0-9][0-9]*/一个或一个以上数字
FILENAME文件名
OFS输出字段分隔符, 默认也是空格,可以改为制表符等
ORS输出的记录分隔符,默认为换行符 , 即处理结果也是一行一行输出到屏幕
-F'[:#/]’定义三个分隔符

除此之外,如果你想查看更多有关 awk 的内容,可以用:

awk --help

第三剑客:sed

这是最后的剑客 sed,如果说 grep 用来分辨妖精,awk 用来规则人群,那么 sed 就是大杀气, 用来斩除妖精。

严格来说:sed 是一种流编辑器,它是文本处理中非常有用的工具,能够完美的配合正则表达式使用,功能不同凡响。

echo $PATH | awk 'BEGIN{RS=":"}{print $0}' \

| sed 's#/ #----#g'

本次将同时使用两件法宝:awk 和 sed。人群依旧是 echo $PATH

/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin

用第二件法宝 awk 进行分割后如下(不懂的可以往上看):

/usr/local/sbin

/usr/local/bin

/usr/sbin

/usr/bin

/sbin

/bin

接下来我要做的,是摆平拦路虎 / ,将 / 替换成 —- sed's#/ #----#g'

其中的 s 表示进行替换,注意到其后有三个#,# 之间的内容分别是要替换的内容 /,替换成什么 ----,开启法宝后如下:

----usr----local----sbin

----usr----local----bin

----usr----sbin

----usr----bin

----sbin

----bin

你会发现, \全部被替换成了 ----

就像本例子一样,斩除的功能不言而喻,要想掌握 sed,你还要了解下面表格中的信息,表格是剑术手册,至关重要。

sed 的命令格式如下:

sed [options] 'command' file(s)

sed [options] -f scriptfile file(s)

选项

参数完整参数说明
-escript –expression=script以选项中的指定的 script 来处理输入的文本文件
-fscript –files=script以选项中的指定的 script 文件来处理输入的文本文件
-h–help显示帮助
-n–quiet –silent仅显示 script 处理后的结果
-V–version显示版本信息

命令

命令说明
d删除,删除选择的行
D删除模板块的第一行
s替换指定字符
h拷贝模板块的内容到内存中的缓冲区
H追加模板块的内容到内存中的缓冲区
g获得内存缓冲区的内容,并替代当前模板块中文本
G获得内存缓冲区的内容,并追加到当前模板块文本的后面
l列表不能打印字符的清单
n读取下一个输入行,用下一个命令处理新的行而不是第一个命令
N追加下一个输入行到模板块后面并在二者间嵌入一个新行,改变当前行号码
p打印模板块的行
P打印模板块的第一行
q退出 sed
b label分支到脚本中带有标记的地方,如果分支不存在则分支到脚本的末尾
r file从 file 中读行
t labelif 分支,从最后一行开始,条件一旦满足或者 T,t 命令,将导致分支到带有标号的命令处,或者到脚本的末尾
T label错误分支,从最后一行开始,一旦发生错误或者 T,t 命令,将导致分支到带有标号的命令处,或者到脚本的末尾
w file写并追加模板块到 file 末尾
W file写并追加模板块的第一行到 file 末尾
!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
#把注释扩展到第一个换行符以前

替换

命令说明
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

扩展:

sed 处理数据时,把当前处理的行存储在临时缓冲区中,称为『模式空间』(pattern space),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。文件内容并没有改变,除非你使用重定向存储输出。sed 主要用来自动编辑一个或多个文件,简化对文件的反复操作,编写转换程序等。

更多用例请参考:http://www.runoob.com/linux/linux-comm-sed.html

除此之外,如果你想查看更多有关 awk 的内容,可以用:

awk --help

扩展内容:正则表达式

大家使用三剑客时,会看到 基本正则扩展正则,他们的区别还是非常大的,基本正则的许多符号需要使用转义字符 \,比如 | 要改成 \|,因此建议大家使用 扩展正则

P.S. 限于篇幅关系,关于正则表达式的内容,在下一篇文章中做详细讲解。(end)