sed и awk (учебное пособие)

А.Соловьев, сервер Nevod Ltd.

I. Потоковый редактор sed

Команда имеет формат:

    sed [ -n ] [ -e script ] [ -f sfile ] [ files ]

Команда копирует файлы (по умолчанию со стандартного входа) на стандартный выход, редактирует их в соответствии со своими(!) командами, размещенными в "script" (в командном файле или строке редактора [а не shell!]). По флагу "-f" берет берет файл команд из файла "sfile"; Если есть только опция "-e script", то флаг "-e" можно опустить. Флаг "-n" подавляет вывод (происходящий по умолчанию). "script" состоит из команд редактирования, по одной в строке, имеющих формат:

    [ addr [ , addr ] ] cmd [ args ]

"sed" циклически преобразует входные строки в выходные.

Адреса "[ addr [ , addr ] ]" - это либо номера строк, либо последняя строка (символ "$"), либо регулярные выражения в стиле редактора "ed":

• "\" используется в многострочных командах для экранирования продолжения строки.
• "." совпадает с любым символом.
• Если адреса не указаны - просматриваются все входные строки.
• Если один адрес, то выбираются совпадающие строки.
• Если заданы два адреса, выбираются строки в заданном интервале.
• "!cmd" выполняется команда "cmd", для строк, которые не были выбраны по адресам.

Для следующих (основных) функций (команд) максимальное число допустимых адресов указано в скобках.

(1)a\ text Добавляет text после указанной строки

Команда:

    who

Результат:

    root tty1 Mar 13 17:23

    mas tty2 Mar 13 18:50

    sae tty6 Mar 13 17:24

    sae tty5 Mar 13 17:24

Пример:

    who | sed '2a\

    новая строка

'

Результат:

root tty1 Mar 13 17:23

mas tty2 Mar 13 18:50

новая строка

sae tty6 Mar 13 17:24

sae tty5 Mar 13 17:24

(2)b label Осуществляет переход к команде ("cmd") "label:cmd". Если метка ("label") отсутствует, то переход на конец командного файла.

Пример:

who | sed '2a\

новая строка

b lb

2d

: lb 3d

'

Результат:

root tty1 Mar 13 17:23

mas tty2 Mar 13 18:50

новая строка

sae tty5 Mar 13 17:24

(2)c\ text Удаляет выбранные строки и заменяет их на "text'.

Пример:

who | sed '/sae/ c\

cтрока замены

'

Результат:

root tty1 Mar 13 17:23

mas tty2 Mar 13 18:50

строка замены

строка замены

(2)d Удаляет найденные строки

Пример:

who | sed '2,4d'

Результат:

root tty1 Mar 13 17:23

(1)i\ text Вставляет "text" на место выбранной строки. (сравните с "a\")

Пример:

who | sed '2i\

новая строка

'

Результат:

root tty1 Mar 13 17:23

новая строка

mas tty2 Mar 13 18:50

sae tty6 Mar 13 17:24

sae tty5 Mar 13 17:24

(2)p Выводит найденные строки (используется с флагом "-n").

(1)q Выходит из "sed".

(2)r rfile Читает файл "rfile" и выдает на выход.

(2)s/reg_expr/rpl/flags Заменяет регулярное выражение "reg_expr" на "rpl" с учетом флагов "flags":

g	глобально (по всей строке)
p	выводить замены
w wfile	сохранять заменяемое в "wfile".

Пример:

who | sed 's/t/T/'

echo

who | sed 's/t/T/g'

Результат:

rooT tty1 Mar 13 17:23

mas Tty2 Mar 13 18:50

sae Tty6 Mar 13 17:24

sae Tty5 Mar 13 17:24



rooT TTy1 Mar 13 17:23

mas TTy2 Mar 13 18:50

sae TTy6 Mar 13 17:24

sae TTy5 Mar 13 17:24

(2)y/str1/str2/ Заменяет все вхождения символов "str1" соответствующими символами "str2". Длины строк должны быть одинаковыми.

Пример:

who | sed 'y/sae/SAE/'

Результат:

root tty1 MAr 13 17:23

mAS tty2 MAr 13 18:50

SAE tty6 MAr 13 17:24

SAE tty5 MAr 13 17:24

(2)! Cmd Команда(ы) "cmd" применяются к невыбранным строкам.

Пример:

who | sed '2,4!d'

Результат:

mas tty2 Mar 13 18:50

sae tty6 Mar 13 17:24

sae tty5 Mar 13 17:24

(1)= Выдает номера строк.

Пример:

who | sed =

Результат:

    1

    root tty1 Mar 13 17:23

    2

    mas tty2 Mar 13 18:50

    3

    sae tty6 Mar 13 17:24

    4

    sae tty5 Mar 13 17:24

(2){ } Скобки группируют команды.

II. Язык обработки шаблонов awk

• Структура awk-программы
• Вызов awk
• awk-переменные и выражения
• Примеры awk-программ
• Селекторы
• Еще примеры
• Действия
• Ввод и вывод данных
• Встроенные функции

awk - команда контекстного поиска и преобразования текста. Она - фильтр. Ее можно рассматривать как оболочку "awk" в оболочке "shell".

1. Структура awk-программы

Программа состоит из операторов (правил), имеющих вид:

шаблон {действие}

шаблон {действие}

. . .

Частные случаи:

• {действие} - когда действие выполняется для всех строк.
• шаблон - когда выводятся строки с данным шаблоном.

Действие может состоять из последовательности операторов, разделяемой ";" или переводом строки или закрывающей скобкой.

Возможны комментарии (как в shell "#.........").

Пример:
Для дальнейших примеров возьмем входной файл "f-awk" ( фамилия инициалы год-приема-на-работу возраст ):

Иванов И.И.	1980	50
Петров А.В.	1979	40
Сидоров С.К.	1979	40
Хведоров И.Х.	1970	60

awk '{print}' f-awk # выдает весь текст;

echo

awk '/до/ {print}' f-awk # выдает строки, где есть "до".

echo

awk '/до/ {}' f-awk # выдает строки, где есть "до"

echo

awk '/до/ {print("Привет!")}' f-awk

Результат:

Иванов И.И. 1980 50

Петров А.В. 1979 40

Сидоров С.К. 1979 40

Хведоров И.Х. 1970 60 



Сидоров С.К. 1979 40

Хведоров И.Х. 1970 60 



Сидоров С.К. 1979 40

Хведоров И.Х. 1970 60 



Привет!

Привет!

Существует два оператора специального вида ("BEGIN"-начальные установки и "END" - "последействия"):

BEGIN {действие}

шаблон {действие}

шаблон {действие}

. . .

END {действие}

2. Вызов awk

Возможны два основных варианта:

    1)  awk [-Fc] 'prog.awk' [files]

Это простейший случай, когда программа (заключенная в кавычки " ' ") находится в теле команды, "-Fc" - флаг, меняющий стандартный разделитель полей на "c" "file" - имя файла исходных данных, при его отсутствии - со стандартного входа. (Этот формат использован в начальных примерах).

cat f-awk | awk '/до/ {print}'

и

awk '/до/ {print}' < f-awk

дают результат, аналогичный

awk '/до/ {print}' f-awk

Для демонстрации действия флага "-Fc" рассмотрим вызовы:

awk '/до/ {print($2)}' f-awk

awk -F0 '/до/ {print($2)}' f-awk

На экран будет выведено:

С.К.

И.Х.

6

Первая команда "awk" выведет вторые поля (благодаря позиционной переменной "$2") строк, содержащие "до". (Кстати, позиционная переменная "$0" соответсвует всей строке). Во втором случае, благодаря флагу "-F" стандартные разделители заменены на символ "0", т.е. теперь выбранные строки воспринимаются, как разбитые на следующие поля:

Сидоров С.К. 1979 40

---------------------^--------------------

1-е поле 2-е поле (пусто)



Хведоров И.Х. 1970 60

-----------------^---^--------------------

1-е поле 2-е 3-е поле (пусто)





    2) awk [-Fc] -f prog.awk [files]

Флаг "-f" говорит о том, что awk-программу надо брать из файла, имя которого указано следом (имя может быть произвольным и расширение ".awk" добавлено здесь просто из эстетических соображений).

3. awk-переменные и выражения

В языке awk выделяются две группы переменных: предопределенные и декларированные в программе. Исходные значения предопределенных переменных устанавливаются интерпретатором awk в процессе запуска и выполнения awk-программы.

К предопределенным относятся:	Умолчания:
NR - номер текущей строки
NF - число полей в текущей строке
RS - разделитель строк на вводе	"\0"
FS - разделитель полей на вводе	пробел и/или табуляция
ORS - разделитель строк на выводе	RS
OFS - разделитель полей на выводе	FS
OFMT - формат вывода чиcл	"%.6g"
FILENAME - имя входного файла.

Прочим переменным пользователь может присваивать начальные значения. По умолчанию "0" или пустая строка (что здесь равнозначно!).

Типы переменных:

• позиционные,
• числа с плавающей точкой,
• строка символов,
• массив.

Интерпретатор awk рассматривает переменную как строковую, пока не возникает необходимость выполнить операции:

• если пробел (конкатенация), то строки;
• если "+", то числа с плавающей точкой.

Примеры:

1. awk '{a = $3 $4; print a}' f-awk

awk '{a = $3+$4; print a}' f-awk

Результат:

198050

197940

197940

197060

2030

2019

2019

2030



2. awk '{}

END {a = 2 + 2 ; print a}' < f-awk

awk '{}

END {a = 2 + "2" ; print a}' < f-awk

awk '{}

END {a = 2 + "два" ; print a}' < f-awk

awk '{}

END {a = "два"+"два" ; print a}' < f-awk

awk '{}

END {a = 2.2 + 2.000 ; print a}' < f-awk

Результат:

4

4

2

0

4.2

Массив не об'является, а начинае существовать в момент первого использования. Индекс массива - любое ненулевое значение или строка. Массивы ассоциативные, т.е. не по вычисляемому индексу, а по совпадению содержания, например:

day [Jan][31] = Mon

day [Feb][01] = Tue

day [Feb][02] = Wed

Массивы удобно использовать при суммированиях, например записи выплат имеют вид (файл "p-1"):

John 100

Mary 200

Mary 200

John 100

John 300



awk '{sum[$1] += $2; print $1 sum[$1]} ' < p-1

Результат (поименный нарастающий итог):

John100

Mary200

Mary400

John200

John500

Операции как в Си	=, +=, -=, *=, /=, %=, +, /, %, ++, --.
Сравнения чисел, если оба числа, иначе - строк	<, <=, ==, !=, >=, >
Логические операции	!, ||, &&
Операция "пробел"	конкатенация.

4. Примеры awk-программ

1) awk '{print ($2, $3)}' f-awk

Результат:

И.И. 1980

А.В. 1979

С.К. 1979

И.Х. 1970



2) awk '/е/ {print ($2, $3)}' f-awk

Результат:

А.В. 1979

И.Х. 1970



3) awk '/е/ {print ($1, 2000 - $3)}' f-awk

Результат:

Петров 21

Хведоров 30



4) awk '{ s = s + $4}

END {print ("Суммарный возраст:" s)

print ("Средний возраст:" s/NR)}' f-awk

Результат:

Суммарный возраст:190

Средний возраст:47.5



5) awk '{ s += $4 }

{print("NR="NR, "NF="NF)}

END {print ("FILENAME=" FILENAME)

print ("Значение позиционной переменной" $4 "\"пусто\" \

после окончания просмотра)")

print ("Суммарный возраст:" s)

print ("Средний возраст:" s/NR)}' f-awk

Результат:

NR=1 NF=4

NR=2 NF=4

NR=3 NF=4

NR=4 NF=4

FILENAME=f-awk

Значение позиционной переменной"пусто" (после окончания просмотра)

Суммарный возраст:190

Средний возраст:47.5 

5. Селекторы

Здесь "селектор" следует понимать, как расширение понятия "шаблон", поскольку там где в структуре команды указан шаблон, в общем случае может стоять любой селектор.

Замечание. Открывающая скобка действия "{" должна быть в строке селектора.

В качестве селектора может быть:

1. выражение;
2. шаблон;
3. их комбинация.

Соответствующие примеры:

1) $3 != $4 && $3 > 1970

$3 % 2 == 1

$1=="Иванов" - кавычки, чтобы воспринималось, как строка.



2) /ab/ отлично от /a b/, / ab/ и /ab /

Nполя ^шаблон - по совпадению

Nполя !^шаблон - по несовпадению

Пример:

awk '$3~0 {print} ' < f-awk

echo

awk '$3!~0 {print} ' < f-awk



Иванов И.И. 1980 50

Хведоров И.Х. 1970 60 



Петров А.В. 1979 40

Сидоров С.К. 1979 40

3) Шаблон может формировать множество образцов или указывать, в каком месте поля искать:

/^a/	поле начинается с "a"
/a$/	поле кончается "a"
\+	экранирует оператор
[abc]	любой из символов "a", "b" и "c"
[a-р]	любой символ диапазона
*	0 или больше вхождений регулярного выражения
+	1 или больше вхождений регулярного выражения
?	0 или 1 вхождение регулярного выражения
ab|cd	"ab" или "cd"

Примеры сочетаний:

awk ' $3~/(7[0-9])$/ {print} ' f-awk

Результат:

Петров А.В. 1979 40

Сидоров С.К. 1979 40

Хведоров И.Х. 1970 60

То есть в третьем поле выделить 70-е годы (7 и еще одна цифра от конца поля).

6. Еще примеры

1) awk '$1=="Иванов" {print} ' f-awk

Результат:

Иванов И.И. 1980 50



2) awk '$4/2==30 {print} ' f-awk

Результат:

Хведоров И.Х. 1970 60



3) awk '$3 != $4 && $3 > 1970 {print} ' f-awk

Результат:

Иванов И.И. 1980 50

Петров А.В. 1979 40

Сидоров С.К. 1979 40



4) awk '$1~/нов$/ {print} ' f-awk

Результат:

Иванов И.И. 1980 50



5) awk '/^Ив|дор/ {print} ' f-awk

Результат:

Иванов И.И. 1980 50

Сидоров С.К. 1979 40

Хведоров И.Х. 1970 60



6) awk '/1980/,/1979/ {print} ' f-awk

Результат:

Иванов И.И. 1980 50

Петров А.В. 1979 40 

7. Действия

В awk возможны следующие действия:

1. присваивания выражений;
2. операторы управления
3. операторы вывода;
4. встроенные функции.

Операторы управления

Простейшие операторы

exit	завершить выполнение программы;
next	перейти к следующей строке, управление на начало awk-программы;
break	выход из цикла;
continue	переход к следующей итерации;

Структурные операторы

if (условие) {операторы} [else {операторы}]

while (условие) {операторы}

for (выражение; условие; выражение) {операторы}

for (индекс in имя_массива) {операторы}

Структурные операторы в значительной степени аналогичны соответствующим операторам Си. В последнем случае для каждого индекса выполняется блок. Текстовые индексы рассматриваются в лексикографическом порядке.

Примеры

1) awk ' $4~/40/ {if($3<=1980) {print("Фамилия: " $1 )

M["40"]++}}

$4~/50/ {M["50"]++}

END {for(i in M)

{print(" i =" i " M[" i "]=" M[i])}} ' f-awk

Результат:

Фамилия: Петров

Фамилия: Сидоров

i =40 M[40]=2

i =50 M[50]=1



2) awk ' BEGIN {ORS = " "}

{ for(k=NF; k>0; --k) {print $k}

{print RS}

} ' f-awk |

sed 's/^ //'

Результат:

50 1980 И.И. Иванов 

40 1979 А.В. Петров 

40 1979 С.К. Сидоров 

60 1970 И.Х. Хведоров 

Здесь, кроме изменения очередности полей в строке на противоположное (что делает цикл "for"), предварительно устанавливается выходной разделитель - пробел и весь результат предварительно выдается в одну строку, поэтому после обработки каждой строки выдается команда "print RS" для перевода выходной строки. Редактор "sed" подключен через конвейер, чтобы убрать возможные пробелы в начале строки. Существенная деталь. Если запустить лишь базовую структуру

awk '{ for(k=NF; k>0; --k) {print $k}}' f-awk

то все поля исходной таблицы с изменениями порядка внутри прежних строк получим вытянутыми в один столбец переводом строки:

50

1980

И.И.

Иванов

40

1979

А.В.

Петров

40

1979

С.К.

Сидоров

60

1970

И.Х.

Хведоров

Однако, если поставим ";" сразу после условия, т.е. сделаем пустое тело цикла, за пределы которого вынесен "print $k"

awk '{ for(k=NF; k>0; --k); {print $k}}' f-awk

то получим исходную таблицу

Иванов И.И. 1980 50

Петров А.В. 1979 40

Сидоров С.К. 1979 40

Хведоров И.Х. 1970 60

поскольку "$k" после выхода из цикла будет иметь значение "0", а "$0" - соответсвует всей строке в качестве значения(!), то "print $k" будет после каждого цикла печатать полные строки.

8. Ввод и вывод данных

В общем случае в команде awk может быть указано несколько файлов. Напомним форматы вызова команды:

awk [-Fc] 'prog.awk' [file ...]

awk [-Fc] -f prog.awk [file ...]

^

Файлы обрабатываются последовательно в указанном порядке. Это можно использовать для "настройки" awk команды при обработке последующих файлов.

Пусть файл "f0" имеет вид:

60 Сидоров

А файл awk-программы "prim.awk" имеет вид:

FILENAME == "f0" { # если просматривается файл "f0"

w1 = $2 # присваиваются значения переменным

w2 = $1 # w1 - Сидоров, w2 - 60

}

$1 == w1 { print ("фамилия: "$1)} # означенные переменные

$4 == w2 { print ("годы: " $4)} # используются в

# селекторах

Тогда при вызове команды

awk -f prim.awk f0 f-awk

Результат:

фамилия: Сидоров

годы: 60

То есть второе поле файла "f0" дает значение переменной "w1", а первое - "w2". Эти переменные используются в селекторах при обработке файла "f-awk".

Изменим программу в файле "f-awk":

FILENAME == "f0" {

w1 = $2

w2 = $1

next

}

{ print ("фамилия: "$1); next}

$4 == w2 { print ("годы: " $4)}

Результат:

фамилия: Иванов

фамилия: Петров

фамилия: Сидоров

фамилия: Хведоров

Если исключить первый оператор "next", то в выходном файле появится дополнительно первая строка:

фамилия: 60

поскольку выбирается снова первое поле в певом файле ("f0"). Если исключить и второй "next", то в выходном файле появится дополнительно последняя строка:

годы: 60

которая ранее не выводилась, так как в предшествующий оператор " { print ("фамилия: "$1)}" заканчивал работу на ПОСЛЕДНЕЙ строке файла "f-awk", поэтому "next" пропускал последующую командную строку

$4 == w2 { print ("годы: " $4)}

И еще одна модификация в связи с вводом данных с терминала. Вызов команды будет:

awk -f prim.awk f0 f-awk

А файл "prim.awk" примет вид:

BEGIN { print ("Введите годы и фамилию: ")}

FILENAME == "-" {

w1 = $2

w2 = $1

next

}

$1 == w1 { print ("фамилия: "$1); next}

$4 == w2 { print ("годы: " $4)}

9. Встроенные функции

Встроенные функции:

sin (expr)	синус expr
cos (expr)	косинус expr
exp (expr)	возведение в степень expr
log (expr)	натуральный логорифм expr
sqrt (expr)	извлечение корня expr
int (expr)	целая часть числа
length (s)	длина строки s
printf (fmt, ...)	форматирование (аналогично Си) по спецификации fmt.
substr (s, m, n)	подстрока в n символов строки s, начинающаяся с m.
getline ()	чтение следующей строки.
0	конец файла, иначе 1.
index (s1, s2)	номер позиции, с которой s1 совпадает с s2, иначе 0.
split (s, M, c)	строка s разбивается элементы массива M по разделителю c (по умолчанию FS=" "); функция возвращает число полей.

Примеры.

1) awk ' BEGIN {FS = "."; a=0}

length ($1) > 8 {print (length ($1), $0);

a++

}

END {print ("Найдено строк: " a) }' f-awk

Результат:

9 Сидоров С.К. 1979 40

10 Хведоров И.Х. 1970 60

Найдено строк: 2

Здесь поля разделяются по ".", выбираются строки у которых длина первого поля больше 8-ми, и их длина "length ($1)" печатается перед строкой "$0".

2) awk '{i=split($0, Name, ".");

for (j=1; j<=i; j++)

print ("Name[" j "]=" Name[j])

}' f-awk

Результат:

Name[1]=Иванов И

Name[2]=И

Name[3]= 1980 50

Name[1]=Петров А

Name[2]=В

Name[3]= 1979 40

Name[1]=Сидоров С

Name[2]=К

Name[3]= 1979 40

Name[1]=Хведоров И

Name[2]=Х

Name[3]= 1970 60



3) awk '{print (length)}' f-awk

Результат:

22

22

22

22

Поскольку все строки были выровнены пробелами, а в длине строки учитываются все символы до конца строки.

4) awk '{printf "%7.2f %s\n", NR, $0}' f-awk

echo

awk '{printf "\t%s %s \n", NR, $0}' f-awk

Результат:

1.00 Иванов И.И. 1980 50

2.00 Петров А.В. 1979 40

3.00 Сидоров С.К. 1979 40

4.00 Хведоров И.Х. 1970 60



1 Иванов И.И. 1980 50 

2 Петров А.В. 1979 40 

3 Сидоров С.К. 1979 40 

4 Хведоров И.Х. 1970 60