Shell文本处理三剑客之awk

awk 是一个文本处理工具,通常用于处理数据并生成结果报告。其命名源于三位创始人姓氏首字母:Alfred Aho、Peter Weinberger、Brian Kernighan。

语法:

  • awk [options] 'BEGIN{} pattern {commands} END{}' file
  • stdout | awk [options] 'BEGIN{} pattern {commands} END{}'

说明:

  • options 选项
  • BEGIN{} 正式处理数据之前执行
  • pattern 匹配模式
  • {commands;...} 处理命令,可能多行
  • END{} 处理完所有匹配数据后执行

内置变量

变量名 说明
$0 整行内容
$1-$n 当前行的第 1 - n 个字段(列)
NF Number Field,当前行字段个数(多少列)
NR Number Row,当前行的行号,从 1 开始计数
FNR File Number Row,多文件处理时,每个文件行号单独计数,都是从 0 开始
FS Field Separator,输入字段分隔符(默认空格或 tab 键)
RS Row Separator,输入行分隔符(默认回车换行)
OFS Output Field Separator,输出字段分隔符(默认空格)
ORS Output Row Separator,输出行分隔符(默认回车换行)
FILENAME 当前输入的文件名字
ARGC 命令行参数个数
ARGV 命令行参数数组

示例:

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# 以 : 分隔,输出第 1 列
➜ awk 'BEGIN{FS=":"} {print $1}' /etc/passwd

# 以 -- 分隔成行,以 : 分隔成列,输出第 1、2 列
➜ awk 'BEGIN{FS=":";RS="--"} {print $1,$2}' /etc/passwd

# 以 : 分隔列,输出最后一列,因为 NF 变量是总列数
➜ awk 'BEGIN{FS=":"} {print $NF}' /etc/passwd

格式化输出(printf)

格式符 说明 修饰符 说明
%s 字符串 - 左对齐
%d 十进制 + 右对齐
%f 浮点数 # 八进制前面加 0,十六进制前面加 0x
%x 十六进制
%o 八进制
%e 科学计数法
%c 单个字符的 ASCII 码

示例:

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# printf "%+20s %-20s\n",$1,$7
# - 左对齐;+ 右对齐
# 20 列宽,不足则补空
# s 打印字符串
# .3f 打印保留 3 位数的浮点数
➜ awk 'BEGIN{FS=":";OFS="-"}{printf "%+20s %20.3f %-20s\n",$1,$3,$7}' /etc/passwd
root 0.000 /bin/bash
bin 1.000 /sbin/nologin
daemon 2.000 /sbin/nologin
adm 3.000 /sbin/nologin
lp 4.000 /sbin/nologin

模式匹配(pattern)

  • RegExp/patern/
  • 关系运算<><=>===!=~ 正则匹配、!~ 非正则匹配、&& 与、|| 或、!

示例:

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# 打印以 root 开头的行
➜ awk 'BEGIN{FS=":"} /^root/ {print $0}' /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash

# 打印第 3 列大于 1000 的行
➜ awk 'BEGIN{FS=":"} $3>1000 {print $0}' /etc/passwd
nfsnobody:x:65534:65534:Anonymous NFS User:/var/lib/nfs:/sbin/nologin

# 打印第 7 列是 /sbin/nologin 的行
➜ awk 'BEGIN{FS=":"} $7=="/sbin/nologin" {print $0}' /etc/passwd
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin

# 打印第 7 列以 nologin 结尾的行
➜ awk 'BEGIN{FS=":"} $7~/.*nologin$/ {print $0}' /etc/passwd
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin

# 打印第 3 列大于 500,并且第 7 列以 nologin 结尾的行
➜ awk 'BEGIN{FS=":"} $3>500 && $7~/.*nologin$/ {print $0}' /etc/passwd
chrony:x:997:995::/var/lib/chrony:/sbin/nologin
dockerroot:x:996:993:Docker User:/var/lib/docker:/sbin/nologin

计算表达式

示例:

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# 数学计算
➜ awk 'BEGIN{x=10;y=2; print x+y}'
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➜ awk 'BEGIN{x=10;y=2; print x*y}'
20
➜ awk 'BEGIN{x=10;y=2; print x^y}'
100
➜ awk 'BEGIN{x=10;y=2; print x**y}'
100
➜ awk 'BEGIN{x=10;y=x++; print x,y}'
11 10
➜ awk 'BEGIN{x=10;y=++x; print x,y}'
11 11


# 打印空行行号、统计空行数量
➜ awk 'BEGIN{idx=0;} /^$/ {idx++; print NR} END{print idx;}' /etc/passwd

流程控制语句

语法:

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# 条件判断
if(condition1) {
# do something
} else if(condition2) {
# do something
} else {
# do something
}

# 循环
while(condition) {
#do something
}

do
# do something
while(condition)

for(i=0;i<10;i++) {
# do something
}

示例:

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# 如果第 3 列小于 10 并且第 7 列是 /sbin/nologin 的行打印 this is if
# 如果第 3 列大于 500 的打印 this is else if
# 否则打印 this is else
➜ awk 'BEGIN{FS=":"} { if($3<10 && $7="/sbin/nologin") {print "this is if"} else if($3>500) {print "this is else if"} else {print "this is else"}}' /etc/passwd
this is if
this is if
this is else
this is else if
this is else

# 计算 1-10 相加的结果
# 注意:变量不需要提前声明
➜ awk 'BEGIN{ while(i<10) { sum+=i; i++}; print sum}'
45
➜ awk 'BEGIN{do { sum+=i; i++; } while(i<10); print sum}'
45
➜ awk 'BEGIN{ for(i=0;i<10;i++) { sum+=i; }; print sum}'
45

字符串函数

函数名 说明 返回值
length(str) 计算字符串长度 整数长度值
index(str,sub_str) 在 str 中查找 sub_str 的位置 位置索引,从 1 计数
tolower(str) 转小写 转换后的小写字符串
toupper(str) 转大些 转换后的大写字符串
substr(str,start,length) 从 str 第 start 个字符开始,截取 length 位 截取后到子串
split(str,arr,fs) 按 fs 拆分字符串,结果保存到 arr 拆分后子串的个数
match(str,reg) 在 str 中按 reg 查找,返回位置 索引位置
sub(reg,new_sub_str,str) 在 str 中搜索符合 reg 的子串,将其替换为 new_sub_str,只替换第一个 替换的个数
gsub(reg,new_sub_str,str) 类似 sub,替换所有 替换的个数

示例:

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# sub(/oo/,"11",$1) 返回替换的个数;后面的 $1 为替换后的值
➜ awk 'BEGIN{FS=":"} { print length($1),toupper($1),substr($1,0,2),sub(/oo/,"11",$1),$1}' /etc/passwd
4 ROOT ro 1 r11t
3 BIN bi 0 bin
6 DAEMON da 0 daemon
4 SYNC sy 0 sync

# 数组下标从 1 开始
➜ awk 'BEGIN{str="Shell;Python;C;C++;Java;PHP"; split(str,arr,";"); print arr[2]}'
Python
➜ awk 'BEGIN{str="Shell;Python;C;C++;Java;PHP"; split(str,arr,";"); for(i in arr) { print arr[i]; }}'
C++
Java
PHP
Shell
Python
C

常用选项(options)

  • -v 参数传递
  • -f 指定脚本文件
  • -v 指定分隔符
  • -V 查看 awk 版本

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# 引入外部变量
➜ var1=10
➜ var2="hello awk"
➜ awk -v var1="$var1" -v var2="$var2" 'BEGIN{print var1,var2}'
10 hello awk

# 把所有操作抽离到一个独立文件
# 建议:复杂操作优先使用这种方式,更易于程序理解和管理
touch script.awk
BEGIN{
FS=":"
}

{
if($3<10 && $7="/sbin/nologin") {
print "this is if"
} else if($3>500) {
print "this is else if"
} else {
print "this is else"
}
}

➜ awk -f script.awk /etc/passwd

# -F: 相当于 BEGIN{FS=":"}
$ awk -F: '{print $1}' pwd
root
bin
daemon

数组

shell 中的数组操作如下:

操作 示例 输出
定义一个数组 arr=("Python" "PHP" "Java" "Go" "Rust")
某个数组元素(下标从 0 开始) echo ${arr[2]} Java
数组元素个数 echo ${#arr[@]} 5
某个元素的长度 echo ${#arr[0]} 6
修改元素值 arr[2]="JAVA"
删除数组元素 unset arr[1]
打印所有数组元素) echo ${arr[@]} Python JAVA Go Rust
分片访问 echo ${arr[@]:0:2} Python JAVA
数组元素替换(找到的第一个) echo ${arr[@]/A/a} Python JaVA Go Rust
数组元素替换(所有) echo ${arr[@]//A/a} Python JaVa Go Rust
数组遍历 for a in ${arr[*]}; do echo $a; done

而 awk 中数组的使用略有不同,它使用关联数组提供数组功能,即数组的索引可以是数字任意字符串

语法示例:

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# 定义
# 语法:array_name[index]=value
➜ awk 'BEGIN{arr[0]=0; arr["second"]="2"; print arr[0],arr["second"];}'
0 2

# 数组元素参与计算
➜ awk 'BEGIN{arr[0]=0; arr["second"]="2"; print arr[0]+3,arr["second"];}'
3 2

# 删除数组元素
# 语法:delete array_name[index]
➜ awk 'BEGIN{arr[0]=0;arr["second"]="2"; delete arr["second"]; print arr["second"];}'

# 遍历数组
# 方式一:for ... in 是无序输出
➜ awk 'BEGIN{str="Python Rust PHP Go"; arrLen=split(str,arr," "); for(i in arr){ print i,arr[i] }}'
4 Go
1 Python
2 Rust
3 PHP
# 方式二:for(i=1;i<=len;i++) { ... } 有序输出
➜ awk 'BEGIN{str="Python Rust PHP Go"; arrLen=split(str,arr," "); for(i=1;i<=arrLen;i++){ print i,arr[i] }}'
1 Rust
2 Go
3 Python
4 PHP