Linux文本三剑客(二)——awk

发布时间 2023-08-06 02:35:48作者: 胧月北宸

1、awk

1.1 认识awk

  awk是一种编程语言,用于在linux/unix下对文本和数据进行处理。数据可以来自标准输入(stdin)、一个或多个文件,或其它命令的输出。它支持用户自定义函数和动态正则表达式等先进功能,是linux/unix下的一个强大编程工具。它在命令行中使用,但更多是作为脚本来使用。awk有很多内建的功能,比如数组、函数等,这是它和C语言的相同之处,灵活性是awk最大的优势。

  awk其实不仅仅是工具软件,还是一种编程语言。不过,本文只介绍它的命令行用法,对于大多数场合,应该足够用了。

1.2 使用awk

1.2.1 语法

awk` `[options] ``'program'` `var=value ``file``…``awk` `[options] -f programfile var=value ``file``…``awk` `[options] ``'BEGIN{ action;… } pattern{ action;… } END{ action;… }'` `file` `...

1.2.2 常用命令选项

  • -F fs:fs指定输入分隔符,fs可以是字符串或正则表达式,如-F:

  • -v var=value:赋值一个用户定义变量,将外部变量传递给awk

  • -f scripfile:从脚本文件中读取awk命令

1.3 awk变量

变量:内置和自定义变量,每个变量前加 -v 命令选项

1.3.1 内置变量

(1)格式

  • FS输入字段分隔符默认为空白字符

  • OFS输出字段分隔符,默认为空白字符

  • RS :输入记录分隔符,指定输入时的换行符,原换行符仍有效

  • ORS :输出记录分隔符,输出时用指定符号代替换行符

  • NF :字段数量,共有多少字段, $NF引用最后一列,$(NF-1)引用倒数第2列

  • NR行号,后可跟多个文件,第二个文件行号继续从第一个文件最后行号开始

  • FNR :各文件分别计数, 行号,后跟一个文件和NR一样,跟多个文件,第二个文件行号从1开始

  • FILENAME :当前文件名

  • ARGC :命令行参数的个数

  • ARGV :数组,保存的是命令行所给定的各参数,查看参数

(2)演示

[root@along ~]# cat awkdemo
hello:world
linux:redhat:lalala:hahaha
along:love:youou
[root@along ~]# awk -v FS=':' '{print $1,$2}' awkdemo  #FS指定输入分隔符
hello world
linux redhat
along love
[root@along ~]# awk -v FS=':' -v OFS='---' '{print $1,$2}' awkdemo  #OFS指定输出分隔符
hello---world
linux---redhat
along---love
[root@along ~]# awk -v RS=':' '{print $1,$2}' awkdemo
hello
world linux
redhat
lalala
hahaha along
love
you
[root@along ~]# awk -v FS=':' -v ORS='---' '{print $1,$2}' awkdemo
hello world---linux redhat---along love---
[root@along ~]# awk -F: '{print NF}' awkdemo
2
4
3
[root@along ~]# awk -F: '{print $(NF-1)}' awkdemo  #显示倒数第2列
hello
lalala
love
[root@along ~]# awk '{print NR}' awkdemo awkdemo1
1
2
3
4
5
[root@along ~]# awk END'{print NR}' awkdemo awkdemo1
5
[root@along ~]# awk '{print FNR}' awkdemo awkdemo1
1
2
3
1
2
[root@along ~]# awk '{print FILENAME}' awkdemo
awkdemo
awkdemo
awkdemo
[root@along ~]# awk 'BEGIN {print ARGC}' awkdemo awkdemo1
3
[root@along ~]# awk 'BEGIN {print ARGV[0]}' awkdemo awkdemo1
awk
[root@along ~]# awk 'BEGIN {print ARGV[1]}' awkdemo awkdemo1
awkdemo
[root@along ~]# awk 'BEGIN {print ARGV[2]}' awkdemo awkdemo1
awkdemo1

1.3.2 自定义变量

自定义变量( 区分字符大小写)

(1)-v var=value

① 先定义变量,后执行动作print

[root@along ~]# awk -v name="along" -F: '{print name":"$0}' awkdemo
along:hello:world
along:linux:redhat:lalala:hahaha
along:along:love:you

② 在执行动作print后定义变量

[root@along ~]# awk -F: '{print name":"$0;name="along"}' awkdemo
:hello:world
along:linux:redhat:lalala:hahaha
along:along:love:you

(2)在program 中直接定义

可以把执行的动作放在脚本中,直接调用脚本 -f

[root@along ~]# cat awk.txt
{name="along";print name,$1}
[root@along ~]# awk -F: -f awk.txt awkdemo
along hello
along linux
along along

1.4 printf命令

比print更强大

1.4.1 格式

(1)格式化输出

printf` `"FORMAT"``, item1,item2, ...

① 必须指定FORMAT

不会自动换行,需要显式给出换行控制符,\n

③ FORMAT 中需要分别为后面每个item 指定格式符

(2)格式符:与item 一一对应

  • %c: 显示字符的ASCII码

  • %d, %i: 显示十进制整数

  • %e, %E: 显示科学计数法数值

  • %f :显示为浮点数,小数 %5.1f,带整数、小数点、整数共5位,小数1位,不够用空格补上

  • %g, %G :以科学计数法或浮点形式显示数值

  • %s :显示字符串;例:%5s最少5个字符,不够用空格补上,超过5个还继续显示

  • %u :无符号整数

  • %%: 显示% 自身

(3)修饰符:放在%c[/d/e/f...]之间

  • #[.#]:第一个数字控制显示的宽度;第二个# 表示小数点后精度,%5.1f

  • -:左对齐(默认右对齐) %-15s

  • +:显示数值的正负符号 %+d

1.4.2 演示

[root@along ~]# awk -F: '{print $1,$3}' /etc/passwd
root 0
bin 1
---第一列显示小于20的字符串;第2列显示整数并换行
[root@along ~]# awk -F: '{printf "%20s---%u\n",$1,$3}' /etc/passwd
                root---0
                 bin---1
---使用-进行左对齐;第2列显示浮点数
[root@along ~]# awk -F: '{printf "%-20s---%-10.3f\n",$1,$3}' /etc/passwd
root                ---0.000    
bin                 ---1.000
---使用printf做表格
[root@along ~]# awk -F: 'BEGIN{printf "username            userid\n-----------------------------\n"}{printf "%-20s|%-10.3f|%-10s\n",$1,$3}' /etc/passwd
username            userid
-----------------------------
root                |0.000    
bin                 |1.000

1.5 操作符

1.5.1 格式

  • 算术操作符:

    • x+y, x-y, x*y, x/y, x^y, x%y

    • -x: 转换为负数

    • +x: 转换为数值

  • 字符串操作符:没有符号的操作符,字符串连接

  • 赋值操作符:

    • =, +=, -=, *=, /=, %=, ^=

    • ++a, --a

  • 比较操作符:

    • ==, !=, >, >=, <, <=

  • 模式匹配符:~ :左边是否和右边匹配包含 !~ :是否不匹配

  • 逻辑操作符:与&& ,或|| ,非!

  • 函数调用: function_name(argu1, argu2, ...)

  • 条件表达式(三目表达式):

    selector

    ?

    if-true-expression

    :

    if-false-expression

    • 注释:先判断selector,如果符合执行 ? 后的操作;否则执行 : 后的操作

1.5.2 演示

(1)模式匹配符

---查询以/dev开头的磁盘信息
[root@along ~]# df -h |awk -F: '$0 ~ /^\/dev/'
/dev/mapper/cl-root   17G  7.3G  9.7G  43% /
/dev/sda1           1014M  121M  894M  12% /boot
---只显示磁盘使用状况和磁盘名
[root@along ~]# df -h |awk '$0 ~ /^\/dev/{print $(NF-1)"---"$1}'
43%---/dev/mapper/cl-root
12%---/dev/sda1
---查找磁盘大于40%的
[root@along ~]# df -h |awk '$0 ~ /^\/dev/{print $(NF-1)"---"$1}' |awk -F% '$1 > 40'

(2)逻辑操作符

[root@along ~]# awk -F: '$3>=0 && $3<=1000 {print $1,$3}' /etc/passwd
root 0
bin 1
[root@along ~]# awk -F: '$3==0 || $3>=1000 {print $1}' /etc/passwd
root
[root@along ~]# awk -F: '!($3==0) {print $1}' /etc/passwd
bin
[root@along ~]# awk -F: '!($0 ~ /bash$/) {print $1,$3}' /etc/passwd
bin 1
daemon 2

(3)条件表达式(三目表达式)

[root@along ~]# awk -F: '{$3 >= 1000?usertype="common user":usertype="sysadmin user";print usertype,$1,$3}' /etc/passwd
sysadmin user root 0
common user along 1000

1.6 awk PATTERN 匹配部分

1.6.1 格式

PATTERN:根据pattern 条件,过滤匹配的行,再做处理

(1)如果未指定:空模式,匹配每一行

(2)/regular expression/ :仅处理能够模式匹配到的行,正则,需要用/ / 括起来

(3)relational expression:关系表达式,结果为“真”才会被处理

真:结果为非0值,非空字符串

假:结果为空字符串或0值

(4)line ranges:行范围

  startline(起始行),endline(结束行):/pat1/,/pat2/ 不支持直接给出数字,可以有多段,中间可以有间隔

(5)BEGIN/END 模式

  BEGIN{}: 仅在开始处理文件中的文本之前执行一次

  END{} :仅在文本处理完成之后执行

1.6.2 演示

[root@along ~]# awk -F: '{print $1}' awkdemo
hello
linux
along
[root@along ~]# awk -F: '/along/{print $1}' awkdemo
along
[root@along ~]# awk -F: '1{print $1}' awkdemo
hello
linux
along
[root@along ~]# awk -F: '0{print $1}' awkdemo
[root@along ~]# awk -F: '/^h/,/^a/{print $1}' awkdemo
hello
linux
along
[root@along ~]# awk -F: 'BEGIN{print "第一列"}{print $1} END{print "结束"}' awkdemo
第一列
hello
linux
along
结束

2、awk高阶用法

2.1 awk控制语句—if-else判断

(1)语法

if(condition){statement;…}[else statement]  双分支
if(condition1){statement1}else if(condition2){statement2}else{statement3}  多分支

(2)使用场景:对awk 取得的整行或某个字段做条件判断

(3)演示

[root@along ~]# awk -F: '{if($3>10 && $3<1000)print $1,$3}' /etc/passwd
operator 11
games 1
[root@along ~]# awk -F: '{if($NF=="/bin/bash") print $1,$NF}' /etc/passwd
root /bin/bash
along /bin/bash
---输出总列数大于3的行
[root@along ~]# awk -F: '{if(NF>2) print $0}' awkdemo
linux:redhat:lalala:hahaha
along:love:you
---第3列>=1000为Common user,反之是root or Sysuser
[root@along ~]# awk -F: '{if($3>=1000) {printf "Common user: %s\n",$1} else{printf "root or Sysuser: %s\n",$1}}' /etc/passwd
root or Sysuser: root
root or Sysuser: bin
Common user: along
---磁盘利用率超过40的设备名和利用率
[root@along ~]# df -h|awk -F% '/^\/dev/{print $1}'|awk '$NF > 40{print $1,$NF}'
/dev/mapper/cl-root 43
---test=100和>90为very good; 90>test>60为good; test<60为no pass
[root@along ~]# awk 'BEGIN{ test=100;if(test>90){print "very good"}else if(test>60){ print "good"}else{print "no pass"}}'
very good
[root@along ~]# awk 'BEGIN{ test=80;if(test>90){print "very good"}else if(test>60){ print "good"}else{print "no pass"}}'
good
[root@along ~]# awk 'BEGIN{ test=50;if(test>90){print "very good"}else if(test>60){ print "good"}else{print "no pass"}}'
no pass

2.2 awk控制语句—while循环

(1)语法

while``(condition){statement;…}

注:条件“真”,进入循环;条件“假”, 退出循环

(2)使用场景

  对一行内的多个字段逐一类似处理时使用

  对数组中的各元素逐一处理时使用

(3)演示

---以along开头的行,以:为分隔,显示每一行的每个单词和其长度
[root@along ~]# awk -F: '/^along/{i=1;while(i<=NF){print $i,length($i); i++}}' awkdemo
along 5
love 4
you 3
---以:为分隔,显示每一行的长度大于6的单词和其长度
[root@along ~]# awk -F: '{i=1;while(i<=NF) {if(length($i)>=6){print $i,length($i)}; i++}}' awkdemo
redhat 6
lalala 6
hahaha 6
---计算1+2+3+...+100=5050
[root@along ~]# awk 'BEGIN{i=1;sum=0;while(i<=100){sum+=i;i++};print sum}'
5050

2.3 awk控制语句—do-while循环

(1)语法

do` `{statement;…}``while``(condition)

意义:无论真假,至少执行一次循环体

(2)计算1+2+3+...+100=5050

[root@along ~]# awk 'BEGIN{sum=0;i=1;do{sum+=i;i++}while(i<=100);print sum}'
5050

2.4 awk控制语句—for循环

(1)语法

for``(expr1;expr2;expr3) {statement;…}

(2)特殊用法:遍历数组中的元素

for``(var ``in` `array) {``for``-body}

(3)演示

---显示每一行的每个单词和其长度
[root@along ~]# awk -F: '{for(i=1;i<=NF;i++) {print$i,length($i)}}' awkdemo
hello 5
world 5
linux 5
redhat 6
lalala 6
hahaha 6
along 5
love 4
you 3
---求男m、女f各自的平均
[root@along ~]# cat sort.txt
score
[m=>170]
xiaoming m 90
xiaohong f 93
xiaohei m 80
xiaofang f 99
[root@along ~]# awk '{m[$2]++;score[$2]+=$3}END{for(i in m){printf "%s:%6.2f\n",i,score[i]/m[i]}}' sort.txt
m: 85.00
f: 96.00

2.5 和shell脚本中较相似的控制语句

2.5.2 break和continue

---奇数相加
[root@along ~]# awk 'BEGIN{sum=0;for(i=1;i<=100;i++){if(i%2==0)continue;sum+=i}print sum}'
2500
---1+2+...+66
[root@along ~]# awk 'BEGIN{sum=0;for(i=1;i<=100;i++){if(i==66)break;sum+=i}print sum}'
2145---奇数相加``[root@along ~]``# awk 'BEGIN{sum=0;for(i=1;i<=100;i++){if(i%2==0)continue;sum+=i}print sum}'``2500``---1+2+...+66``[root@along ~]``# awk 'BEGIN{sum=0;for(i=1;i<=100;i++){if(i==66)break;sum+=i}print sum}'``2145
 

2.5.3 next

next:提前结束对本行处理而直接进入下一行处理(awk 自身循环)

---只打印偶数行
[root@along ~]# awk -F: '{if(NR%2!=0) next; print $1,$3}' /etc/passwd
bin 1
adm 3

2.6 awk数组

2.6.1 关联数组:array[index-expression]

(1)可使用任意字符串;字符串要使用双引号括起来

(2)如果某数组元素事先不存在,在引用时,awk 会自动创建此元素,并将其值初始化为“空串”

(3)若要判断数组中是否存在某元素,要使用“index in array”格式进行遍历

(4)若要遍历数组中的每个元素,要使用for 循环:for(var in array) {for-body}

2.6.2 演示

[root@along ~]# cat awkdemo2
aaa
bbbb
aaa
123
123
123
---去除重复的行
[root@along ~]# awk '!arr[$0]++' awkdemo2
aaa
bbbb
123
---打印文件内容,和该行重复第几次出现
[root@along ~]# awk '{!arr[$0]++;print $0,arr[$0]}' awkdemo2
aaa 1
bbbb 1
aaa 2
123 1
123 2
123 3

分析:把每行作为下标,第一次进来,相当于print ias...一样结果为空,打印空,!取反结果为1,打印本行,并且++变为不空,下次进来相同的行就是相同的下标,本来上次的值,!取反为空,不打印,++变为不空,所以每次重复进来的行都不打印

(2)数组遍历

awk 关联数组 key=>value 无序

[root@along ~]# awk 'BEGIN{abc["ceo"]="along";abc["coo"]="mayun";abc["cto"]="mahuateng";for(i in abc){print i,abc[i]}}'
coo mayun
ceo along
cto mahuateng
[root@along ~]# awk '{for(i=1;i<=NF;i++)abc[$i]++}END{for(j in abc)print j,abc[j]}' awkdemo2
aaa 2
bbbb 1
123 3

2.6.3 数值\字符串处理

(1)数值处理

  • rand():返回0和1之间一个随机数,需有个种子 srand(),没有种子,一直输出0.237788

演示:

[root@along ~]# awk 'BEGIN{print rand()}'
0.237788
[root@along ~]# awk 'BEGIN{srand(); print rand()}'
0.51692
[root@along ~]# awk 'BEGIN{srand(); print rand()}'
0.189917
---取0-50随机数
[root@along ~]# awk 'BEGIN{srand(); print int(rand()*100%50)+1}'
12
[root@along ~]# awk 'BEGIN{srand(); print int(rand()*100%50)+1}'
24

(2)字符串处理:

  • length([s]) :返回指定字符串的长度

  • sub(r,s,[t]) :对t 字符串进行搜索r 表示的模式匹配的内容,并将第一个匹配的内容替换为s

  • gsub(r,s,[t]) :对t 字符串进行搜索r 表示的模式匹配的内容,并全部替换为s 所表示的内容

  • split(s,array,[r]) :以r 为分隔符,切割字符串s ,并将切割后的结果保存至array 所表示的数组中,第一个索引值为1, 第二个索引值为2,…

演示:

[root@along ~]# echo "2008:08:08 08:08:08" | awk 'sub(/:/,"-",$1)'
2008-08:08 08:08:08
[root@along ~]# echo "2008:08:08 08:08:08" | awk 'gsub(/:/,"-",$0)'
2008-08-08 08-08-08
[root@along ~]# echo "2008:08:08 08:08:08" | awk '{split($0,i,":")}END{for(n in i){print n,i[n]}}'
4 08
5 08
1 2008
2 08
3 08 08

2.7 awk自定义函数

(1)格式:和bash区别:定义函数()中需加参数,return返回值不是$?,是相当于echo输出

function name ( parameter, parameter, ... ) {
    statements
    return expression
}

(2)演示

[root@along ~]# cat fun.awk
function max(v1,v2) {
    v1>v2?var=v1:var=v2
    return var
}
BEGIN{a=3;b=2;print max(a,b)}
[root@along ~]# awk -f fun.awk
3

2.8 awk中调用shell 命令

(1)system 命令

  空格是awk 中的字符串连接符,如果system中需要使用awk中的变量可以使用空格分隔,或者说除了awk 的变量外其他一律用"" 引用 起来。

[root@along ~]# awk BEGIN'{system("hostname") }'
along
[root@along ~]# awk 'BEGIN{name="along";system("echo "name)}'  注:"echo " echo后有空格
along
[root@along ~]# awk 'BEGIN{score=100; system("echo your score is " score) }'
your score is 100

(2)awk 脚本

将awk 程序写成脚本,直接调用或执行

示例:

[root@along ~]# cat f1.awk
{if($3>=1000)print $1,$3}
[root@along ~]# cat f2.awk
#!/bin/awk -f
{if($3 >= 1000)print $1,$3}
[root@along ~]# chmod +x f2.awk
[root@along ~]# ./f2.awk -F: /etc/passwd
along 1000

(3)向awk脚本传递参数

① 格式:

awkfile var=value var2=value2... Inputfile

注意 :在BEGIN 过程 中不可用。直到 首行输入完成以后,变量才可用 。可以通过-v 参数,让awk 在执行BEGIN 之前得到变量的值。命令行中每一个指定的变量都需要一个-v

② 示例

[root@along ~]# cat test.awk
#!/bin/awk -f
{if($3 >=min && $3<=max)print $1,$3}
[root@along ~]# chmod +x test.awk
[root@along ~]# ./test.awk -F: min=100 max=200 /etc/passwd
systemd-network 192

3、grep awk sed对比

grep 主要用于搜索某些字符串;

sed,awk 用于处理文本 ;

  grep基本是以行为单位处理文本的**; 而awk可以做更细分的处理,通过指定分隔符将一行(一条记录)划分为多个字段,以字段为单位处理文本。**awk中支持C语法,可以有分支条件判断、循环语句等,相当于一个小型编程语言。

  awk功能比较多是一个编程语言了。 grep功能简单,就是一个简单的正则表达式的匹配。 awk的功能依赖于grep。

  grep可以理解为主要作用是在一个文件中查找过滤需要的内容。awk不是过滤查找,而是文本处理工具,是把一个文件处理成你想要的格式。

  AWK的功能是什么?与sed和grep很相似,awk是一种样式扫描与处理工具。但其功能却大大强于sed和grep。awk提供了极其强大的功能:它几乎可以完成grep和sed所能完成的全部工作,同时,它还可以可以进行样式装入、流控制、数学运算符、进程控制语句甚至于内置的变量和函数。它具备了一个完整的语言所应具有的几乎所有精美特性。实际上,awk的确拥有自己的语言:awk程序设计语言,awk的三位创建者已将它正式定义为:样式扫描和处理语言。 使用awk的第一个理由是基于文本的样式扫描和处理是我们经常做的工作,awk所做的工作有些象数据库,但与数据库不同的是,它处理的是文本文件,这些文件没有专门的存储格式,普通的人们就能编辑、阅读、理解和处理它们。而数据库文件往往具有特殊的存储格式,这使得它们必须用数据库处理程序来处理它们。既然这种类似于数据库的处理工作我们经常会遇到,我们就应当找到处理它们的简便易行的方法,UNIX有很多这方面的工具,例如sed 、grep、sort以及find等等,awk是其中十分优秀的一种。

  使用awk的第二个理由是awk是一个简单的工具,当然这是相对于其强大的功能来说的。的确,UNIX有许多优秀的工具,例如UNIX天然的开发工具C语言及其延续C++就非常的优秀。但相对于它们来说,awk完成同样的功能要方便和简捷得多。这首先是因为awk提供了适应多种需要的解决方案:从解决简单问题的awk命令行到复杂而精巧的awk程序设计语言,这样做的好处是,你可以不必用复杂的方法去解决本来很简单的问题。例如,你可以用一个命令行解决简单的问题,而C不行,即使一个再简单的程序,C语言也必须经过编写、编译的全过程。其次,awk本身是解释执行的,这就使得awk程序不必经过编译的过程,同时,这也使得它与shell script程序能够很好的契合。最后,awk本身较C语言简单,虽然awk吸收了C语言很多优秀的成分,熟悉C语言会对学习awk有很大的帮助,但awk本身不须要会使用C语言——一种功能强大但需要大量时间学习才能掌握其技巧的开发工具。

  使用awk的第三个理由是awk是一个容易获得的工具。与C和C++语言不同,awk只有一个文件(/bin/awk),而且几乎每个版本的UNIX都提供各自版本的awk,你完全不必费心去想如何获得awk。但C语言却不是这样,虽然C语言是UNIX天然的开发工具,但这个开发工具却是单独发行的,换言之,你必须为你的UNIX版本的C语言开发工具单独付费(当然使用D版者除外),获得并安装它,然后你才可以使用它。

  基于以上理由,再加上awk强大的功能,我们有理由说,如果你要处理与文本样式扫描相关的工作,awk应该是你的第一选择。在这里有一个可遵循的一般原则:如果你用普通的shell工具或shell script有困难的话,试试awk,如果awk仍不能解决问题,则便用C语言,如果C语言仍然失败,则移至C++。

  sed是一个非交互性文本流编辑器。它编辑文件或标准输入导出的文本拷贝。sed编辑器按照一次处理 一行的方式来处理文件(或者输入)并把输出送到屏幕上。你可以在vi和ex/ed编辑器里识别他的命令。sed把当前正在处理的行保存在一个临时缓存里,这个缓存叫做模式空间。一但sed完成了对模式空间里的行的处理(即对该行执行sed命令),就把模式空间的行送到屏幕上(除非该命令要删除该行活禁止打印)。处理完该行之后,从模式空间里删除它,然后把下一行读入模式空间,进行处理,并显示。当输入文件的最后一行处理完后,sed终止。通过把每一行存在一个临时缓存里并编辑该行,初始文件不会被修改或被破坏。