awk 中的欄位、記錄和變數

這個系列的第二篇，我們會學習欄位，記錄和一些非常有用的 Awk 變數。

Awk 有好幾個變種：最早的 awk，是 1977 年 AT&T 貝爾實驗室所創。它還有一些重構版本，例如 mawk、nawk。在大多數 Linux 發行版中能見到的，是 GNU awk，也叫 gawk。在大多數 Linux 發行版中，awk 和 gawk 都是指向 GNU awk 的軟連結。輸入 awk，呼叫的是同一個命令。GNU awk 使用者手冊中，能看到 awk 和 gawk 的全部歷史。

這一系列的第一篇文章 介紹了 awk 命令的基本格式：

$ awk [選項] '模式 {動作}' 輸入檔案

awk 是一個命令，後面要接選項 （比如用 -F 來定義欄位分隔符）。想讓 awk 執行的部分需要寫在兩個單引號之間，至少在終端中需要這麼做。在 awk 命令中，為了進一步強調你想要執行的部分，可以用 -e 選項來突出顯示（但這不是必須的）：

$ awk -F, -e '{print $2;}' colours.txt
yellow
blue
green
[...]

記錄和欄位

awk 將輸入資料視為一系列記錄，通常是按行分割的。換句話說，awk 將文字中的每一行視作一個記錄。每一記錄包含多個欄位。一個欄位由欄位分隔符分隔開來，欄位是記錄的一部分。

預設情況下，awk 將各種空白符，如空格、製表符、換行符等視為分隔符。值得注意的是，在 awk 中，多個空格將被視為一個分隔符。所以下面這行文字有兩個欄位：

raspberry red

這行也是：

tuxedo                  black

其他分隔符，在程式中不是這麼處理的。假設欄位分隔符是逗號，如下所示的記錄，就有三個欄位。其中一個欄位可能會是 0 個位元組（假設這一欄位中不包含隱藏字元）

a,,b

awk 程式

awk 命令的程式部分是由一系列規則組成的。通常來說，程式中每個規則佔一行（儘管這不是必須的）。每個規則由一個模式，或一個或多個動作組成：

模式 { 動作 }

在一個規則中，你可以通過定義模式，來確定動作是否會在記錄中執行。模式可以是簡單的比較條件、正規表示式，甚至兩者結合等等。

這個例子中，程式只會顯示包含單詞 “raspberry” 的記錄：

$ awk '/raspberry/ { print $0 }' colours.txt
raspberry red 99

如果沒有文字符合模式，該動作將會應用到所有記錄上。

並且，在一條規則只包含模式時，相當於對整個記錄執行 { print }，全部列印出來。

Awk 程式本質上是資料驅動的，命令執行結果取決於資料。所以，與其他程式語言中的程式相比，它還是有些區別的。

NF 變數

每個欄位都有指定變數，但針對欄位和記錄，也存在一些特殊變數。NF 變數，能儲存 awk 在當前記錄中找到的欄位數量。其內容可在螢幕上顯示，也可用於測試。下面例子中的資料，來自上篇文章文字：

$ awk '{ print $0 " (" NF ")" }' colours.txt
name       color  amount (3)
apple      red    4 (3)
banana     yellow 6 (3)
[...]

awk 的 print 函式會接受一系列引數（可以是變數或者字串），並將它們拼接起來。這就是為什麼在這個例子裡，每行結尾處，awk 會以一個被括號括起來的整數表示欄位數量。

NR 變數

另外，除了統計每個記錄中的欄位數，awk 也統計輸入記錄數。記錄數被儲存在變數 NR 中，它的使用方法和其他變數沒有任何區別。例如，為了在每一行開頭顯示行號：

$ awk '{ print NR ": " $0 }' colours.txt
1: name       color  amount
2: apple      red    4
3: banana     yellow 6
4: raspberry  red    3
5: grape      purple 10
[...]

注意，寫這個命令時可以不在 print 後的多個引數間新增空格，儘管這樣會降低可讀性：

$ awk '{print NR": "$0}' colours.txt

printf() 函式

為了讓輸出結果時格式更靈活，你可以使用 awk 的 printf() 函式。 它與 C、Lua、Bash 和其他語言中的 printf 相類似。它也接受以逗號分隔的格式引數。引數列表需要寫在括號裡。

$ printf 格式, 專案1, 專案2, ...

格式這一引數（也叫格式符）定義了其他引數如何顯示。這一功能是用格式修飾符實現的。%s 輸出字元，%d 輸出十進位制數字。下面的 printf 語句，會在括號內顯示欄位數量：

$ awk 'printf "%s (%d)\n",$0,NF}' colours.txt
name       color  amount (3)
raspberry  red    4 (3)
banana     yellow 6 (3)
[...]

在這個例子裡，%s (%d) 確定了每一行的輸出格式，$0,NF 定義了插入 %s 和 %d 位置的資料。注意，和 print 函式不同，在沒有明確指令時，輸出不會轉到下一行。出現轉義字元 \n 時才會換行。

Awk 指令碼程式設計

這篇文章中出現的所有 awk 程式碼，都在 Bash 終端中執行過。面對更復雜的程式，將命令放在檔案（指令碼）中會更容易。-f FILE 選項（不要和 -F 弄混了，那個選項用於欄位分隔符），可用於指明包含可執行程式的檔案。

舉個例子，下面是一個簡單的 awk 指令碼。建立一個名為 example1.awk 的檔案，包含以下內容：

/^a/ {print "A: " $0}
/^b/ {print "B: " $0}

如果一個檔案包含 awk 程式，那麼在給檔案命名時，最好寫上 .awk 的副檔名。 這樣命名不是強制的，但這麼做，會給檔案管理器、編輯器（和你）一個關於檔案內容的很有用的提示。

執行這一指令碼：

$ awk -f example1.awk colours.txt
A: raspberry  red    4
B: banana     yellow 6
A: apple      green  8

一個包含 awk 命令的檔案，在最開頭一行加上釋伴 #!，就能變成可執行指令碼。建立一個名為 example2.awk 的檔案，包含以下內容：

#!/usr/bin/awk -f
#
# 除了第一行，在其他行前顯示行號
#

NR > 1 {
    printf "%d: %s\n",NR,$0
}

可以說，指令碼中只有一行，大多數情況下沒什麼用。但在某些情況下，執行一個指令碼，比記住，然後打一條命令要容易的多。一個指令碼檔案，也提供了一個記錄命令具體作用的好機會。以 # 號開頭的行是註釋，awk 會忽略它們。

給檔案可執行許可權：

$ chmod u+x example2.awk

執行指令碼：

$ ./example2.awk colours.txt
2: apple      red    4
2: banana     yellow 6
4: raspberry red    3
5: grape      purple 10
[...]

將 awk 命令放在指令碼檔案中，有一個好處就是，修改和格式化輸出會更容易。在終端中，如果能用一行執行多條 awk 命令，那麼輸入多行，才能達到同樣效果，就顯得有些多餘了。

試一試

你現在已經足夠了解，awk 是如何執行指令的了。現在你應該能編寫複雜的 awk 程式了。試著編寫一個 awk 指令碼，它需要: 至少包括一個條件模式，以及多個規則。如果你想使用除 print 和 printf 以外的函式，可以參考線上 gawk 手冊。

下面這個例子是個很好的切入點：

#!/usr/bin/awk -f
#
#  顯示所有記錄 除了出現以下情況
#  如果第一個記錄 包含 “raspberry”
#  將 “red” 替換成 “pi”

$1 == "raspberry" {
        gsub(/red/,"pi")
}

{ print }

試著執行這個指令碼，看看輸出是什麼。接下來就看你自己的了。

這一系列的下一篇文章，將會介紹更多，能在更復雜(更有用!) 指令碼中使用的函式。

這篇文章改編自 Hacker Public Radio 系列，一個技術社群部落格。

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via: https://opensource.com/article/19/11/fields-records-variables-awk

作者：Seth Kenlon 選題：lujun9972 譯者：wenwensnow 校對：wxy

本文由 LCTT 原創編譯，Linux中國 榮譽推出

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