使用 Linux 文字工具簡化資料的提取(轉)
使用 Linux 文字工具簡化資料的提取(轉)[@more@]Linux 作業系統中有很多檔案：配置檔案、文字檔案、文件檔案、日誌檔案、使用者檔案，這個清單還在不斷增長。通常，這些檔案都包含了要查詢重要資料所需要訪問的一些資訊。儘管我們可以簡單地使用諸如 cat、more 之類的標準工具將大部分檔案的內容輸出到螢幕上，但是系統中有更加合適的工具可以對文字進行過濾和處理，這樣就可以只關心我們想要的內容。
在閱讀本文的過程中，您可以開啟 shell 並體驗一下每個工具的例子。
正規表示式
在開始之前，我們需要首先理解什麼是正規表示式，以及如何使用正規表示式。
在最簡單的形式中，正規表示式（regular expression）是用來在檔案中定位文字的一些搜尋標準。例如，要查詢所有包含單詞 “admin” 的行，我們就可以對 “admin” 進行搜尋。因此，“admin” 就構成了一個正規表示式。如果我們不但希望查詢 “admin”，而且還想將其替換成 “root”，那麼我們就可以在一個工具中使用適當的命令將 “admin” 替換成 “root”。它們都構成了正規表示式。
正規表示式所採用的一些基本規則如下：
任何單個字元或一串字元都可以匹配字元本身，例如上面的 “admin” 的例子。
^ 符號（^）表示一行的開始；$ 符號（$）表示一行的結束。
要搜尋特殊字元（例如 $ 符號），需要在這些字元前面加上反斜線（）。例如， $ 就表示查詢 $，而不是一行的末尾。
點（.）代表任何單個字元。例如，ad..n 代表 5 個字元項，前兩個字元是 “ad”，最後一個字元是 “n”。中間兩個字元可以是任何字元，但是隻能是由兩個字元組成。
任何時候如果正規表示式包含在斜線中（例如 /re/），搜尋就是透過檔案順序進行的。如果正規表示式包含在問號中（例如，?re?），搜尋就是透過檔案逆序進行的。
方括號（[]）表示多個值，減號（-）表示值的範圍。例如，[0-9] 與 [0123456789] 相同，[a-z] 就等效於搜尋任何小寫字元。如果一個列表的首字元是 ^ 符號，它就匹配不在這個清單中的任何字元。
表 1 給出了這些規則是如何真正進行匹配的。
表 1. 示例正規表示式 例子 說明
[abc] 匹配 “a”、“b”、“c” 之一
[a-z] 匹配從 “a” 到 “z” 的任何一個小寫字元
[A-Z] 匹配從 “A” 到 “Z” 的任何一個大寫字元
[0-9] 匹配從 0 到 9 的任何一個數字
[^0-9] 匹配任何除了 0 到 9 數字範圍內的任何字元
[-0-9] 匹配從 0 到 9 的任何數字，或者是短橫線（-）
[0-9-] 匹配從 0 到 9 的任何數字，或者是短橫線（-）
[^-0-9] 匹配除從 0 到 9 的數字和短橫線（-）之外的任何字元
[a-zA-Z0-9] 匹配任何字元或數字
瞭解了這些資訊，下面讓我們開始看一下相關工具。
grep
grep 工具的工作方式是對檔案的每一行搜尋給定字串的首次出現。如果找到了這個字串，就列印該行的內容；否則就不對該行進行列印。下面這個檔案我稱之為 “memo”，闡述了 grep 的用法和結果。
To: All Employees
From: Human Resources
In order to better serve the needs of our mass market customers, ABC Publishing is integrating the groups selling to this channel for ABC General Reference and ABC Computer Publishing. This change will allow us to better coordinate our selling and marketing efforts, as well as simplify ABC's relationships with these customers in the areas of customer service, co-op management, and credit and collection. Two national account managers, Ricky Ponting and Greeme Smith, have joined the sales team as a result of these changes.
To achieve this goal, we have also organized the new mass sales group into three distinct teams reporting to our current sales directors, Stephen Fleming and Boris Baker. I have outlined below the national account managers and their respective accounts in each of the teams. We have also hired two new national account managers and a new sales administrator to complete our account coverage. They include:
Sachin Tendulkar, who joins us from XYZ Consumer Electronics as a national account manager covering traditional mass merchants.
Brian Lara, who comes to us via PQR Company and will be responsible for managing our West Coast territory.
Shane Warne, who will become an account administrator for our warehouse clubs business and joins us from DEF division.
Effectively, we have seven new faces on board:
1. RICKY PONTING
2. GREEME SMITH
3. STEPHEN FLEMING
4. BORIS BAKER
5. SACHIN TENDULKAR
6. BRIAN LARA
7. SHANE WARNE
Please join me in welcoming each of our new team members.
舉一個簡單的例子來說，要查詢包含 “welcoming” 單詞的行，最好的方法是使用下面的命令列：
# grep welcoming memo
Please join me in welcoming each of our new team members.
如果您想查詢單詞 “market”，結果會有很大的不同，如下所示：
# grep market memo
In order to better serve the needs of our mass
market customers, ABC Publishing is
integrating the groups selling to this channel
for ABC General Reference and ABC Computer
Publishing. This change will allow us to
better coordinate our selling and marketing
efforts, as well as simplify ABC's
relationships with these customers in the
areas of customer service, co-op management,
and credit and collection. Two national
account managers, Ricky Ponting and Greeme
Smith, have joined the sales team as a result
of these changes.
注意我們找到了兩個匹配項：我們希望找的 “market” 和 “marketing”。如果在這個檔案中還存在 “marketable” 或 “marketed” 之類的單詞，那麼上面的命令也會顯示包含這些單詞的行的內容。
在 grep 中可以使用萬用字元和元字元，我強烈建議將它們放到引號中，這樣 shell 就不會將它們解釋成命令了。
要查詢所有包含數字的行，請使用下面的命令：
# grep "[0-9]" memo
1. RICKY PONTING
2. GREEME SMITH
3. STEPHEN FLEMING
4. BORIS BAKER
5. SACHIN TENDULKAR
6. BRIAN LARA
7. SHANE WARNE
要查詢所有包含 “the” 的行，請使用下面的命令：
# grep the memo
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To achieve this goal, we have also organized
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directors, Stephen Flemming and Boris Baker. I
have outlined below the national account
managers and their respective accounts in each
of the teams. We have also hired two new
national account managers and a new sales
administrator to complete our account
coverage. They include:
正如您可能已經注意到的一樣，輸出結果中包含了單詞 “these”，還有單詞 “the” 的一些精確匹配。
grep 工具，與很多其他 UNIX/Linux 工具一樣，都是大小寫敏感的，這意味著查詢 “The” 和 “the” 會產生完全不同的結果。
# grep The memo
To achieve this goal, we have also organized
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teams reporting to our current sales
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如果您想查詢一個特定的單詞或短語，但卻不太關心它們的大小寫，那可以使用兩種方法。第一種方法是使用方括號同時查詢 “The” 和 “the”，如下所示：
# grep "[T, t]he" memo
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第二種方法是使用 -i 選項，這告訴 grep 忽略大小寫的敏感性。
# grep -i the memo
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除了 -i 選項之外，還有另外幾個命令列選項可以用來改變 grep 的輸出結果。最常見的選項如下所示：
-c —— 遮蔽正常輸出；相反，列印每個輸入檔案的匹配行數。
-l —— 遮蔽正常輸出；相反，列印包含正常輸出內容的每個輸入檔案的名字。
-n —— 在每行輸出前面加上該行在輸入檔案中的行號作為字首。
-v —— 將匹配意義進行逆反 —— 即選擇那些不 匹配搜尋條件的行。
fgrep
fgrep 會對檔案搜尋某個字串，並列印包含這個字串的所有行的內容。與 grep 不同的是，fgrep 搜尋的是一個字串，而不是可以匹配某個表示式的一種模式。fgrep 可以看作是 grep 在以下方面進行了增強：
一次可以搜尋多個物件。
fgrep 工具通常速度都比 grep 更快。
我們不能使用 fgrep 來搜尋使用模式的正規表示式。
假設我們希望從前面的 memo 檔案中提取全部由大寫字母組成的名字。為了查詢 “STEPHEN” 和 “BRIAN”，我們需要執行兩個單獨的 grep 命令，如下所示：
# grep STEPHEN memo
3. STEPHEN FLEMING
# grep BRIAN memo
6. BRIAN LARA
使用 fgrep，只需要一個命令就可以實現相同的任務：
# fgrep "STEPHEN
> BRIAN" memo
3. STEPHEN FLEMING
6. BRIAN LARA
注意在這兩項之間需要使用回車符號。如果沒有這個回車符號，搜尋就變成了查詢一行中的 “STEPHEN BRIAN”。有了這個回車符號之後，它就會查詢 “STEPHEN” 的匹配項，以及匹配 “BRIAN” 的項。
還要注意在目標文字兩側必須要放上引號。這樣可以將文字與檔名區分開來。
除了在命令列上指定搜尋項之外，我們也可以將它們放到一個檔案中，並使用這個檔案的內容來搜尋其他檔案。-f 選項讓我們可以指定一個包含搜尋項的主檔案，其中可以列出經常搜尋的內容。
舉例來說，我們可以想像一個名為 “search_items” 的檔案，其中包含了我們希望搜尋的兩項內容：
# cat search_items
STEPHEN
BRIAN
下面的命令在前面的 memo 檔案中搜尋 “STEPHEN” 和 “BRIAN”：
# fgrep -f search_items memo
3. STEPHEN FLEMING
6. BRIAN LARA
egrep
egrep 是 grep 的一個功能更加強大的版本，它讓我們可以一次搜尋多個物件。要搜尋的物件是使用回車符（與 fgrep 一樣）或管道符（|）來分隔的。
# egrep "STEPHEN
> BRIAN" memo
3. STEPHEN FLEMING
6. BRIAN LARA
# egrep "STEPHEN | BRIAN" memo
3. STEPHEN FLEMING
6. BRIAN LARA
上面這兩個命令都可以完成相同的工作。
除了搜尋多個目標的功能之外，egrep 還提供了重複搜尋和分組搜尋的功能：
? 查詢問號前面字元的零次匹配或一次匹配。
+ 查詢加號前面字元的一次或多次匹配。
( ) 表示一個分組。
例如，假設您不記得 Brian 的姓是 “Lara” 還是 “Laras”。
# egrep "LARAS?" memo
6. BRIAN LARA
這次搜尋會輸出同時匹配 “LARA” 和 “LARAS” 的項。下面的搜尋稍微有些不同：
# egrep "STEPHEN+" memo
3. STEPHEN FLEMING
它可以與 “STEPHEN”、“STEPHENN”、“STEPHENNN” 等匹配。
如果您正在查詢一個單詞加上它的一個派生詞，可以在圓括號中包含派生詞的標誌字元。
# egrep -i "electron(ic)?s" memo
Sachin Tendulkar, who joins us from XYZ Consumer
Electronics as a national account manager covering
traditional mass merchants.
這會查詢可以匹配 “electrons” 的項和可以匹配 “electronics” 的項。
總結一下：
+ 號後面的正規表示式可以匹配這個正規表示式的一次或多次出現。
? 號後面的正規表示式可以匹配這個正規表示式的零次或一次出現。
使用 | 符號或回車符分隔開的正規表示式會返回可以與任意一個表示式匹配的字串。
正規表示式可以放到圓括號 ( ) 中進行分組。
我們可以使用的命令列引數包括 -c、-f、-i、-l、-n 和 -v。
grep 工具：一個真實的例子
grep 系列工具可以用於任何文字格式的系統檔案，以便查詢某行中的匹配項。例如，要在 /etc/passwd 檔案中查詢使用者 “root” 的項，可以使用下面的命令：
# grep root /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
operator:x:11:0perator:/root:/sbin/nologin
由於 grep 會查詢這個檔案中的某個匹配項，因此這個命令會查詢到 “root” 和 “operator” 這兩項。如果我們希望只查詢使用者名稱為 “root” 的項，可以將這個命令修改成下面的樣子：
# grep "^root" /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
cut
使用 cut 工具，我們可以將構成檔案中資料域的各個列分隔開來。預設的分隔符是製表符，-f 選項可以用來指定希望顯示的域。
舉例來說，假設一個文字檔案 “sample” 有三列，其內容如下所示：
one two three
four five six
seven eight nine
ten eleven twelve
現在執行下面的命令：
# cut -f2 sample
這會返回：
two
five
eight
eleven
如果將這個命令修改成：
# cut -f1, 3 sample
這會返回下面的不同結果：
one three
four six
seven nine
ten twelve
這個命令有幾個命令列選項。除了 -f 之外，我們還應該熟悉下面兩個選項：
-c —— 允許我們指定字元而不是域。
-d —— 允許我們指定其他分隔符，而不是製表符。
cut：兩個實際例子
ls -l 命令可以顯示某個目錄中所有檔案的許可權、連結個數、屬主、組、大小、日期和檔名 —— 這些都是以空格分隔開的。如果我們對大部分域都不感興趣，而是隻希望瞭解檔案屬主的資訊，可以使用下面的命令：
# ls -l | cut -d" " -f5
root
562
root
root
root
root
root
root
這個命令只會顯示檔案屬主（第 5 個域），而會忽略其他域。
如果您知道檔案屬主資訊開始的第一個字元的確切位置，可以使用 -c 選項來顯示檔案屬主的第一個字元。假設它是從第 16 個字元開始的，下面這個命令就返回第 16 個字元，這是檔案屬主名的第一個字元。
# ls -l | cut -c16
r
r
r
r
r
r
r
如果我們再假設大部分使用者都使用最多 8 個字元作為自己的使用者名稱，那麼我們就可以使用下面的命令：
# ls -l | cut -c16-24
這會返回使用者名稱域的那些項。
現在假設檔名是從第 55 個字元開始的，但是我們無法確定檔名會連續佔用多少個字元，因為有些檔名可能會比其他檔名長很多。解決方案是從第 55 個字元開始，但卻不指定結束字元（這意味著我們要擷取該行中所有剩餘的內容），如下所示：
# ls -l | cut -c55-
a.out
cscope-15.5
cscope-15.5.tar
cscope.out
memo
search_items
test.c
test.s
現在我們來考慮另外一種情況。為了獲得系統中所有使用者的清單，我們可以從前面使用過的 /etc/passwd 檔案中提取第一個域：
# cut -d":" -f1 /etc/passwd
root
bin
daemon
adm
lp
sync
shutdown
halt
mail
news
uucp
operator
要蒐集使用者名稱及其對應的主目錄，我們可以提取第 1 個和第 6 個域的內容：
# cut -d":" -f1,6 /etc/passwd
root:/root
bin:/bin
daemon:/sbin
adm:/var/adm
lp:/var/spool/lpd
sync:/sbin
shutdown:/sbin
halt:/sbin
mail:/var/spool/mail
news:/etc/news
uucp:/var/spool/uucp
operator:/root
paste
paste 工具可以對檔案中的域進行合併。它從每個原始檔中提取一行內容，並將其與另外一個原始檔中的一行內容合併在一起。
舉例來說，假設檔案 “fileone” 的內容如下所示：
IBM
Global
Services
另外，我們還有一個 “filetwo” 檔案，其內容如下所示：
United States
United Kingdom
India
下面的命令將這兩個檔案的內容合併在一起，如下所示：
# paste fileone filetwo
IBM United States
Global United Kingdom
Services India
如果 fileone 中的行數比 filetwo 多，那麼 paste 操作依然會繼續，不過在製表符後面是一些空項。
製表符字元是預設的分隔符，但是我們可以使用 -d 選項將其修改成任何其他值。
# paste -d", " fileone filetwo
IBM, United States
Global, United Kingdom
Services, India
我們也可以使用 -s 選項將 fileone 的內容在一行中輸出，後面加上一個Enter鍵，然後再顯示 filetwo 的內容。
# paste -s fileone filetwo
IBM Global Services
United States United Kingdom India
join
join 是 paste 的一個很好的增強版本。join 只有在所要連線的檔案共享某個共同的域時才會工作。
舉例來說，考慮我們上面介紹 paste 時所使用的兩個檔案。下面是在使用 join 對其進行合併時所發生的事情：
# join fileone filetwo
注意這並沒有顯示任何東西。join 工具必須要在所操作的檔案之間找到共同的域，預設情況下，它期望這個共同的域就是第一個域。
要了解這是如何工作的，我們可以嘗試新增一些新內容。假設 fileone 現在包含以下內容：
aaaa Jurassic Park
bbbb AI
cccc The Ring
dddd The Mummy
eeee Titanic
filetwo 現在包含以下內容：
aaaa Neil 1111
bbbb Steven 2222
cccc Naomi 3333
dddd Brendan 4444
eeee Kate 5555
現在，再次嘗試下面的命令：
# join fileone filetwo
aaaa Jurassic Park Neil 1111
bbbb AI Steven 2222
cccc The Ring Naomi 3333
dddd The Mummy Brendan 4444
eeee Titanic Kate 5555
此時第一個域相同的地方就會被識別出來，匹配項也就進行了合併。paste 是盲目地從每個檔案中提取內容並建立輸出結果；而 join 則是隻合併那些匹配的行，這種匹配必須非常精確。舉例來說，假設您向 filetwo 檔案中新增一行內容：
aaaa Neil 1111
bbbb Steven 2222
ffff Elisha 6666
cccc Naomi 3333
dddd Brendan 4444
eeee Kate 5555
現在這個命令只會產生下面的輸出結果了：
# join fileone filetwo
aaaa Jurassic Park Neil 1111
bbbb AI Steven 2222
只要這兩個檔案不再匹配了，就不會再執行任何操作了。第一個檔案的每一行都匹配且只匹配於第二個檔案相同行的預設域。如果找到匹配項，它們就會組成輸出；否則就不再執行任何操作了。
預設情況下，join 只會查詢第一個域進行匹配，並輸出所有列的內容；不過我們可以對這種行為進行修改。-1 選項讓我們可以指定使用哪個域作為 fileone 中的匹配項， -2 選項讓我們可以指定使用哪個域作為 filetwo 中的匹配項。
舉例來說，要對 fileone 的第二個域和 filetwo 的第三個域進行匹配，我們可以使用下面的語法：
# join -1 2 -2 3 fileone filetwo
-o 選項可以以 {file.field} 格式來指定輸出結果。因此，要在匹配行上列印 fileone 的第二個域和 filetwo 的第三個域，語法為：
# join -o 1.2 -o 2.3 fileone filetwo
join：一個實際的例子
在實踐中可以使用 join 工具最明顯的方法是從 /etc/passwd 中提取使用者名稱和對應的主目錄項，並從 /etc/group 檔案中提取組名。組名在 /etc/passwd 檔案中是以數字的格式出現在第四個域中的。類似地，它們在 /etc/group 檔案中是在第三個域中出現的。
# join -1 4 -2 3 -o 1.1 -o 2.1 -o 1.6 -t":" /etc/passwd /etc/group
root:root:/root
bin:bin:/bin
daemon:daemon:/sbin
adm:adm:/var/adm
lp:lp:/var/spool/lpd
nobody:nobody:/
vcsa:vcsa:/dev
rpm:rpm:/var/lib/rpm
nscd:nscd:/
ident:ident:/home/ident
netdump:netdump:/var/crash
sshd:sshd:/var/empty/sshd
rpc:rpc:/
awk
awk 是 Linux 上功能最為強大的工具之一。它本身實際上是一種程式語言，可以實現複雜的邏輯語句，還可以簡化部分文字的提取。在本文那中我們將不會詳細對其進行介紹，而是快速瞭解一下它的語法，並嘗試幾個實際的例子。
awk 命令包括一個模式和由一條或多條語句構成的操作，語法如下所示：
awk '/pattern/ {action}' file
請注意：
awk 測試指定檔案中的每個記錄是否符合模式匹配。如果找到匹配項，就執行指定的操作。
awk 可以在管道中作為過濾器，如果沒有指定檔案，它也可以從鍵盤（標準輸入）中接收輸入。
一種非常有用的操作是列印資料！下面是如何引用一條記錄中的域。
$0 —— 整條記錄
$1 —— 該記錄中的第一個域
$2 —— 該記錄中的第二個域
我們還可以從一條記錄中提取多個域，之間使用逗號分開。
舉例來說，要提取 /etc/passwd 檔案中的第 6 個域，命令如下：
# awk -F: '{print $6}' /etc/passwd
/root
/bin
/sbin
/var/adm
/var/spool/lpd
/sbin
/sbin
/sbin
/var/spool/mail
/etc/news
/var/spool/uucp
注意 -F 是由預先定義的 FS 變數所定義的輸入域分隔符。在我們這個例子中是空格。
要從 /etc/passwd 檔案中提取第一個和第六個域，命令如下：
# awk -F: '{print $1,$6}' /etc/passwd
root /root
bin /bin
daemon /sbin
adm /var/adm
lp /var/spool/lpd
sync /sbin
shutdown /sbin
halt /sbin
mail /var/spool/mail
news /etc/news
uucp /var/spool/uucp
operator /root
要在域之間使用短橫線代替冒號來列印這個檔案的內容，命令如下：
# awk -F: '{OFS="-"}{print $1,$6}' /etc/passwd
root-/root
bin-/bin
daemon-/sbin
adm-/var/adm
lp-/var/spool/lpd
sync-/sbin
shutdown-/sbin
halt-/sbin
mail-/var/spool/mail
news-/etc/news
uucp-/var/spool/uucp
operator-/root
要使用短橫線作為域之間的分隔符來列印檔案，並且只以逆序列印第一個域和第六個域，命令如下：
# awk -F: '{OFS="-"}{print $6,$1}' /etc/passwd
/root-root
/bin-bin
/sbin-daemon
/var/adm-adm
/var/spool/lpd-lp
/sbin-sync
/sbin-shutdown
/sbin-halt
/var/spool/mail-mail
/etc/news-news
/var/spool/uucp-uucp
/root-operator
head
head 工具列印每個檔案的最開始部分的內容（預設是 10 行）。如果沒有給定檔案，它就從標準輸入中讀入內容，如果給定了檔名就從檔案中讀入內容。
舉例來說，如果我們希望從 memo 檔案中提取前兩行內容，命令如下：
# head -2 memo
In order to better serve the needs of our mass
market customers, ABC Publishing is
integrating the groups selling to this channel
for ABC General Reference and ABC Computer
Publishing. This change will allow us to
better coordinate our selling and marketing
efforts, as well as simplify ABC's
relationships with these customers in the
areas of customer service, co-op management,
and credit and collection. Two national
account managers, Ricky Ponting and Greeme
Smith, have joined the sales team as a result
of these changes.
我們可以使用 -c 選項指定要顯示的位元組個數。舉例來說，如果我們希望從 memo 檔案中讀取前兩個位元組的內容，可以使用下面的命令：
# head -c 2 memo
In
tail
tail 工具列印每個檔案的最末尾部分的內容（預設是 10 行）。如果沒有給定檔案，它就從標準輸入中讀入內容，如果給定了檔名就從檔案中讀入內容。
舉例來說，如果我們希望從 memo 檔案中提取最後兩行內容，命令如下：
# tail -2 memo
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我們可以使用 -c 選項指定要顯示的位元組個數。舉例來說，如果我們希望從 memo 檔案中讀取最後五個位元組的內容，可以使用下面的命令：
# tail -c 5 memo
ers.
結束語
現在我們已經知道如何使用各種工具從標準 Linux 檔案中向外提取資料了。一旦提取出資料之後，這些資料就可以進行檢視、列印或重定向到其他檔案或資料庫中了。瞭解瞭如何使用這些有用的工具可以幫助我們減少花費在煩雜任務上的時間，從而能夠成為一名效率更高的管理員。
在閱讀本文的過程中，您可以開啟 shell 並體驗一下每個工具的例子。
正規表示式
在開始之前，我們需要首先理解什麼是正規表示式，以及如何使用正規表示式。
在最簡單的形式中，正規表示式（regular expression）是用來在檔案中定位文字的一些搜尋標準。例如，要查詢所有包含單詞 “admin” 的行，我們就可以對 “admin” 進行搜尋。因此，“admin” 就構成了一個正規表示式。如果我們不但希望查詢 “admin”，而且還想將其替換成 “root”，那麼我們就可以在一個工具中使用適當的命令將 “admin” 替換成 “root”。它們都構成了正規表示式。
正規表示式所採用的一些基本規則如下：
任何單個字元或一串字元都可以匹配字元本身，例如上面的 “admin” 的例子。
^ 符號（^）表示一行的開始；$ 符號（$）表示一行的結束。
要搜尋特殊字元（例如 $ 符號），需要在這些字元前面加上反斜線（）。例如， $ 就表示查詢 $，而不是一行的末尾。
點（.）代表任何單個字元。例如，ad..n 代表 5 個字元項，前兩個字元是 “ad”，最後一個字元是 “n”。中間兩個字元可以是任何字元，但是隻能是由兩個字元組成。
任何時候如果正規表示式包含在斜線中（例如 /re/），搜尋就是透過檔案順序進行的。如果正規表示式包含在問號中（例如，?re?），搜尋就是透過檔案逆序進行的。
方括號（[]）表示多個值，減號（-）表示值的範圍。例如，[0-9] 與 [0123456789] 相同，[a-z] 就等效於搜尋任何小寫字元。如果一個列表的首字元是 ^ 符號，它就匹配不在這個清單中的任何字元。
表 1 給出了這些規則是如何真正進行匹配的。
表 1. 示例正規表示式 例子 說明
[abc] 匹配 “a”、“b”、“c” 之一
[a-z] 匹配從 “a” 到 “z” 的任何一個小寫字元
[A-Z] 匹配從 “A” 到 “Z” 的任何一個大寫字元
[0-9] 匹配從 0 到 9 的任何一個數字
[^0-9] 匹配任何除了 0 到 9 數字範圍內的任何字元
[-0-9] 匹配從 0 到 9 的任何數字，或者是短橫線（-）
[0-9-] 匹配從 0 到 9 的任何數字，或者是短橫線（-）
[^-0-9] 匹配除從 0 到 9 的數字和短橫線（-）之外的任何字元
[a-zA-Z0-9] 匹配任何字元或數字
瞭解了這些資訊，下面讓我們開始看一下相關工具。
grep
grep 工具的工作方式是對檔案的每一行搜尋給定字串的首次出現。如果找到了這個字串，就列印該行的內容；否則就不對該行進行列印。下面這個檔案我稱之為 “memo”，闡述了 grep 的用法和結果。
To: All Employees
From: Human Resources
In order to better serve the needs of our mass market customers, ABC Publishing is integrating the groups selling to this channel for ABC General Reference and ABC Computer Publishing. This change will allow us to better coordinate our selling and marketing efforts, as well as simplify ABC's relationships with these customers in the areas of customer service, co-op management, and credit and collection. Two national account managers, Ricky Ponting and Greeme Smith, have joined the sales team as a result of these changes.
To achieve this goal, we have also organized the new mass sales group into three distinct teams reporting to our current sales directors, Stephen Fleming and Boris Baker. I have outlined below the national account managers and their respective accounts in each of the teams. We have also hired two new national account managers and a new sales administrator to complete our account coverage. They include:
Sachin Tendulkar, who joins us from XYZ Consumer Electronics as a national account manager covering traditional mass merchants.
Brian Lara, who comes to us via PQR Company and will be responsible for managing our West Coast territory.
Shane Warne, who will become an account administrator for our warehouse clubs business and joins us from DEF division.
Effectively, we have seven new faces on board:
1. RICKY PONTING
2. GREEME SMITH
3. STEPHEN FLEMING
4. BORIS BAKER
5. SACHIN TENDULKAR
6. BRIAN LARA
7. SHANE WARNE
Please join me in welcoming each of our new team members.
舉一個簡單的例子來說，要查詢包含 “welcoming” 單詞的行，最好的方法是使用下面的命令列：
# grep welcoming memo
Please join me in welcoming each of our new team members.
如果您想查詢單詞 “market”，結果會有很大的不同，如下所示：
# grep market memo
In order to better serve the needs of our mass
market customers, ABC Publishing is
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for ABC General Reference and ABC Computer
Publishing. This change will allow us to
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and credit and collection. Two national
account managers, Ricky Ponting and Greeme
Smith, have joined the sales team as a result
of these changes.
注意我們找到了兩個匹配項：我們希望找的 “market” 和 “marketing”。如果在這個檔案中還存在 “marketable” 或 “marketed” 之類的單詞，那麼上面的命令也會顯示包含這些單詞的行的內容。
在 grep 中可以使用萬用字元和元字元，我強烈建議將它們放到引號中，這樣 shell 就不會將它們解釋成命令了。
要查詢所有包含數字的行，請使用下面的命令：
# grep "[0-9]" memo
1. RICKY PONTING
2. GREEME SMITH
3. STEPHEN FLEMING
4. BORIS BAKER
5. SACHIN TENDULKAR
6. BRIAN LARA
7. SHANE WARNE
要查詢所有包含 “the” 的行，請使用下面的命令：
# grep the memo
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To achieve this goal, we have also organized
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directors, Stephen Flemming and Boris Baker. I
have outlined below the national account
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national account managers and a new sales
administrator to complete our account
coverage. They include:
正如您可能已經注意到的一樣，輸出結果中包含了單詞 “these”，還有單詞 “the” 的一些精確匹配。
grep 工具，與很多其他 UNIX/Linux 工具一樣，都是大小寫敏感的，這意味著查詢 “The” 和 “the” 會產生完全不同的結果。
# grep The memo
To achieve this goal, we have also organized
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teams reporting to our current sales
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如果您想查詢一個特定的單詞或短語，但卻不太關心它們的大小寫，那可以使用兩種方法。第一種方法是使用方括號同時查詢 “The” 和 “the”，如下所示：
# grep "[T, t]he" memo
In order to better serve the needs of our mass
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areas of customer service, co-op management,
and credit and collection. Two national
account managers, Ricky Ponting and Greeme
Smith, have joined the sales team as a result
of these changes.
To achieve this goal, we have also organized
the new mass sales group into three distinct
teams reporting to our current sales
directors, Stephen Flemming and Boris Baker. I
have outlined below the national account
managers and their respective accounts in each
of the teams. We have also hired two new
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第二種方法是使用 -i 選項，這告訴 grep 忽略大小寫的敏感性。
# grep -i the memo
In order to better serve the needs of our mass
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Publishing. This change will allow us to
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efforts, as well as simplify ABC's
relationships with these customers in the
areas of customer service, co-op management,
and credit and collection. Two national
account managers, Ricky Ponting and Greeme
Smith, have joined the sales team as a result
of these changes.
To achieve this goal, we have also organized
the new mass sales group into three distinct
teams reporting to our current sales
directors, Stephen Flemming and Boris Baker. I
have outlined below the national account
managers and their respective accounts in each
of the teams. We have also hired two new
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除了 -i 選項之外，還有另外幾個命令列選項可以用來改變 grep 的輸出結果。最常見的選項如下所示：
-c —— 遮蔽正常輸出；相反，列印每個輸入檔案的匹配行數。
-l —— 遮蔽正常輸出；相反，列印包含正常輸出內容的每個輸入檔案的名字。
-n —— 在每行輸出前面加上該行在輸入檔案中的行號作為字首。
-v —— 將匹配意義進行逆反 —— 即選擇那些不 匹配搜尋條件的行。
fgrep
fgrep 會對檔案搜尋某個字串，並列印包含這個字串的所有行的內容。與 grep 不同的是，fgrep 搜尋的是一個字串，而不是可以匹配某個表示式的一種模式。fgrep 可以看作是 grep 在以下方面進行了增強：
一次可以搜尋多個物件。
fgrep 工具通常速度都比 grep 更快。
我們不能使用 fgrep 來搜尋使用模式的正規表示式。
假設我們希望從前面的 memo 檔案中提取全部由大寫字母組成的名字。為了查詢 “STEPHEN” 和 “BRIAN”，我們需要執行兩個單獨的 grep 命令，如下所示：
# grep STEPHEN memo
3. STEPHEN FLEMING
# grep BRIAN memo
6. BRIAN LARA
使用 fgrep，只需要一個命令就可以實現相同的任務：
# fgrep "STEPHEN
> BRIAN" memo
3. STEPHEN FLEMING
6. BRIAN LARA
注意在這兩項之間需要使用回車符號。如果沒有這個回車符號，搜尋就變成了查詢一行中的 “STEPHEN BRIAN”。有了這個回車符號之後，它就會查詢 “STEPHEN” 的匹配項，以及匹配 “BRIAN” 的項。
還要注意在目標文字兩側必須要放上引號。這樣可以將文字與檔名區分開來。
除了在命令列上指定搜尋項之外，我們也可以將它們放到一個檔案中，並使用這個檔案的內容來搜尋其他檔案。-f 選項讓我們可以指定一個包含搜尋項的主檔案，其中可以列出經常搜尋的內容。
舉例來說，我們可以想像一個名為 “search_items” 的檔案，其中包含了我們希望搜尋的兩項內容：
# cat search_items
STEPHEN
BRIAN
下面的命令在前面的 memo 檔案中搜尋 “STEPHEN” 和 “BRIAN”：
# fgrep -f search_items memo
3. STEPHEN FLEMING
6. BRIAN LARA
egrep
egrep 是 grep 的一個功能更加強大的版本，它讓我們可以一次搜尋多個物件。要搜尋的物件是使用回車符（與 fgrep 一樣）或管道符（|）來分隔的。
# egrep "STEPHEN
> BRIAN" memo
3. STEPHEN FLEMING
6. BRIAN LARA
# egrep "STEPHEN | BRIAN" memo
3. STEPHEN FLEMING
6. BRIAN LARA
上面這兩個命令都可以完成相同的工作。
除了搜尋多個目標的功能之外，egrep 還提供了重複搜尋和分組搜尋的功能：
? 查詢問號前面字元的零次匹配或一次匹配。
+ 查詢加號前面字元的一次或多次匹配。
( ) 表示一個分組。
例如，假設您不記得 Brian 的姓是 “Lara” 還是 “Laras”。
# egrep "LARAS?" memo
6. BRIAN LARA
這次搜尋會輸出同時匹配 “LARA” 和 “LARAS” 的項。下面的搜尋稍微有些不同：
# egrep "STEPHEN+" memo
3. STEPHEN FLEMING
它可以與 “STEPHEN”、“STEPHENN”、“STEPHENNN” 等匹配。
如果您正在查詢一個單詞加上它的一個派生詞，可以在圓括號中包含派生詞的標誌字元。
# egrep -i "electron(ic)?s" memo
Sachin Tendulkar, who joins us from XYZ Consumer
Electronics as a national account manager covering
traditional mass merchants.
這會查詢可以匹配 “electrons” 的項和可以匹配 “electronics” 的項。
總結一下：
+ 號後面的正規表示式可以匹配這個正規表示式的一次或多次出現。
? 號後面的正規表示式可以匹配這個正規表示式的零次或一次出現。
使用 | 符號或回車符分隔開的正規表示式會返回可以與任意一個表示式匹配的字串。
正規表示式可以放到圓括號 ( ) 中進行分組。
我們可以使用的命令列引數包括 -c、-f、-i、-l、-n 和 -v。
grep 工具：一個真實的例子
grep 系列工具可以用於任何文字格式的系統檔案，以便查詢某行中的匹配項。例如，要在 /etc/passwd 檔案中查詢使用者 “root” 的項，可以使用下面的命令：
# grep root /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
operator:x:11:0perator:/root:/sbin/nologin
由於 grep 會查詢這個檔案中的某個匹配項，因此這個命令會查詢到 “root” 和 “operator” 這兩項。如果我們希望只查詢使用者名稱為 “root” 的項，可以將這個命令修改成下面的樣子：
# grep "^root" /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
cut
使用 cut 工具，我們可以將構成檔案中資料域的各個列分隔開來。預設的分隔符是製表符，-f 選項可以用來指定希望顯示的域。
舉例來說，假設一個文字檔案 “sample” 有三列，其內容如下所示：
one two three
four five six
seven eight nine
ten eleven twelve
現在執行下面的命令：
# cut -f2 sample
這會返回：
two
five
eight
eleven
如果將這個命令修改成：
# cut -f1, 3 sample
這會返回下面的不同結果：
one three
four six
seven nine
ten twelve
這個命令有幾個命令列選項。除了 -f 之外，我們還應該熟悉下面兩個選項：
-c —— 允許我們指定字元而不是域。
-d —— 允許我們指定其他分隔符，而不是製表符。
cut：兩個實際例子
ls -l 命令可以顯示某個目錄中所有檔案的許可權、連結個數、屬主、組、大小、日期和檔名 —— 這些都是以空格分隔開的。如果我們對大部分域都不感興趣，而是隻希望瞭解檔案屬主的資訊，可以使用下面的命令：
# ls -l | cut -d" " -f5
root
562
root
root
root
root
root
root
這個命令只會顯示檔案屬主（第 5 個域），而會忽略其他域。
如果您知道檔案屬主資訊開始的第一個字元的確切位置，可以使用 -c 選項來顯示檔案屬主的第一個字元。假設它是從第 16 個字元開始的，下面這個命令就返回第 16 個字元，這是檔案屬主名的第一個字元。
# ls -l | cut -c16
r
r
r
r
r
r
r
如果我們再假設大部分使用者都使用最多 8 個字元作為自己的使用者名稱，那麼我們就可以使用下面的命令：
# ls -l | cut -c16-24
這會返回使用者名稱域的那些項。
現在假設檔名是從第 55 個字元開始的，但是我們無法確定檔名會連續佔用多少個字元，因為有些檔名可能會比其他檔名長很多。解決方案是從第 55 個字元開始，但卻不指定結束字元（這意味著我們要擷取該行中所有剩餘的內容），如下所示：
# ls -l | cut -c55-
a.out
cscope-15.5
cscope-15.5.tar
cscope.out
memo
search_items
test.c
test.s
現在我們來考慮另外一種情況。為了獲得系統中所有使用者的清單，我們可以從前面使用過的 /etc/passwd 檔案中提取第一個域：
# cut -d":" -f1 /etc/passwd
root
bin
daemon
adm
lp
sync
shutdown
halt
news
uucp
operator
要蒐集使用者名稱及其對應的主目錄，我們可以提取第 1 個和第 6 個域的內容：
# cut -d":" -f1,6 /etc/passwd
root:/root
bin:/bin
daemon:/sbin
adm:/var/adm
lp:/var/spool/lpd
sync:/sbin
shutdown:/sbin
halt:/sbin
mail:/var/spool/mail
news:/etc/news
uucp:/var/spool/uucp
operator:/root
paste
paste 工具可以對檔案中的域進行合併。它從每個原始檔中提取一行內容，並將其與另外一個原始檔中的一行內容合併在一起。
舉例來說，假設檔案 “fileone” 的內容如下所示：
IBM
Global
Services
另外，我們還有一個 “filetwo” 檔案，其內容如下所示：
United States
United Kingdom
India
下面的命令將這兩個檔案的內容合併在一起，如下所示：
# paste fileone filetwo
IBM United States
Global United Kingdom
Services India
如果 fileone 中的行數比 filetwo 多，那麼 paste 操作依然會繼續，不過在製表符後面是一些空項。
製表符字元是預設的分隔符，但是我們可以使用 -d 選項將其修改成任何其他值。
# paste -d", " fileone filetwo
IBM, United States
Global, United Kingdom
Services, India
我們也可以使用 -s 選項將 fileone 的內容在一行中輸出，後面加上一個Enter鍵，然後再顯示 filetwo 的內容。
# paste -s fileone filetwo
IBM Global Services
United States United Kingdom India
join
join 是 paste 的一個很好的增強版本。join 只有在所要連線的檔案共享某個共同的域時才會工作。
舉例來說，考慮我們上面介紹 paste 時所使用的兩個檔案。下面是在使用 join 對其進行合併時所發生的事情：
# join fileone filetwo
注意這並沒有顯示任何東西。join 工具必須要在所操作的檔案之間找到共同的域，預設情況下，它期望這個共同的域就是第一個域。
要了解這是如何工作的，我們可以嘗試新增一些新內容。假設 fileone 現在包含以下內容：
aaaa Jurassic Park
bbbb AI
cccc The Ring
dddd The Mummy
eeee Titanic
filetwo 現在包含以下內容：
aaaa Neil 1111
bbbb Steven 2222
cccc Naomi 3333
dddd Brendan 4444
eeee Kate 5555
現在，再次嘗試下面的命令：
# join fileone filetwo
aaaa Jurassic Park Neil 1111
bbbb AI Steven 2222
cccc The Ring Naomi 3333
dddd The Mummy Brendan 4444
eeee Titanic Kate 5555
此時第一個域相同的地方就會被識別出來，匹配項也就進行了合併。paste 是盲目地從每個檔案中提取內容並建立輸出結果；而 join 則是隻合併那些匹配的行，這種匹配必須非常精確。舉例來說，假設您向 filetwo 檔案中新增一行內容：
aaaa Neil 1111
bbbb Steven 2222
ffff Elisha 6666
cccc Naomi 3333
dddd Brendan 4444
eeee Kate 5555
現在這個命令只會產生下面的輸出結果了：
# join fileone filetwo
aaaa Jurassic Park Neil 1111
bbbb AI Steven 2222
只要這兩個檔案不再匹配了，就不會再執行任何操作了。第一個檔案的每一行都匹配且只匹配於第二個檔案相同行的預設域。如果找到匹配項，它們就會組成輸出；否則就不再執行任何操作了。
預設情況下，join 只會查詢第一個域進行匹配，並輸出所有列的內容；不過我們可以對這種行為進行修改。-1 選項讓我們可以指定使用哪個域作為 fileone 中的匹配項， -2 選項讓我們可以指定使用哪個域作為 filetwo 中的匹配項。
舉例來說，要對 fileone 的第二個域和 filetwo 的第三個域進行匹配，我們可以使用下面的語法：
# join -1 2 -2 3 fileone filetwo
-o 選項可以以 {file.field} 格式來指定輸出結果。因此，要在匹配行上列印 fileone 的第二個域和 filetwo 的第三個域，語法為：
# join -o 1.2 -o 2.3 fileone filetwo
join：一個實際的例子
在實踐中可以使用 join 工具最明顯的方法是從 /etc/passwd 中提取使用者名稱和對應的主目錄項，並從 /etc/group 檔案中提取組名。組名在 /etc/passwd 檔案中是以數字的格式出現在第四個域中的。類似地，它們在 /etc/group 檔案中是在第三個域中出現的。
# join -1 4 -2 3 -o 1.1 -o 2.1 -o 1.6 -t":" /etc/passwd /etc/group
root:root:/root
bin:bin:/bin
daemon:daemon:/sbin
adm:adm:/var/adm
lp:lp:/var/spool/lpd
nobody:nobody:/
vcsa:vcsa:/dev
rpm:rpm:/var/lib/rpm
nscd:nscd:/
ident:ident:/home/ident
netdump:netdump:/var/crash
sshd:sshd:/var/empty/sshd
rpc:rpc:/
awk
awk 是 Linux 上功能最為強大的工具之一。它本身實際上是一種程式語言，可以實現複雜的邏輯語句，還可以簡化部分文字的提取。在本文那中我們將不會詳細對其進行介紹，而是快速瞭解一下它的語法，並嘗試幾個實際的例子。
awk 命令包括一個模式和由一條或多條語句構成的操作，語法如下所示：
awk '/pattern/ {action}' file
請注意：
awk 測試指定檔案中的每個記錄是否符合模式匹配。如果找到匹配項，就執行指定的操作。
awk 可以在管道中作為過濾器，如果沒有指定檔案，它也可以從鍵盤（標準輸入）中接收輸入。
一種非常有用的操作是列印資料！下面是如何引用一條記錄中的域。
$0 —— 整條記錄
$1 —— 該記錄中的第一個域
$2 —— 該記錄中的第二個域
我們還可以從一條記錄中提取多個域，之間使用逗號分開。
舉例來說，要提取 /etc/passwd 檔案中的第 6 個域，命令如下：
# awk -F: '{print $6}' /etc/passwd
/root
/bin
/sbin
/var/adm
/var/spool/lpd
/sbin
/sbin
/sbin
/var/spool/mail
/etc/news
/var/spool/uucp
注意 -F 是由預先定義的 FS 變數所定義的輸入域分隔符。在我們這個例子中是空格。
要從 /etc/passwd 檔案中提取第一個和第六個域，命令如下：
# awk -F: '{print $1,$6}' /etc/passwd
root /root
bin /bin
daemon /sbin
adm /var/adm
lp /var/spool/lpd
sync /sbin
shutdown /sbin
halt /sbin
mail /var/spool/mail
news /etc/news
uucp /var/spool/uucp
operator /root
要在域之間使用短橫線代替冒號來列印這個檔案的內容，命令如下：
# awk -F: '{OFS="-"}{print $1,$6}' /etc/passwd
root-/root
bin-/bin
daemon-/sbin
adm-/var/adm
lp-/var/spool/lpd
sync-/sbin
shutdown-/sbin
halt-/sbin
mail-/var/spool/mail
news-/etc/news
uucp-/var/spool/uucp
operator-/root
要使用短橫線作為域之間的分隔符來列印檔案，並且只以逆序列印第一個域和第六個域，命令如下：
# awk -F: '{OFS="-"}{print $6,$1}' /etc/passwd
/root-root
/bin-bin
/sbin-daemon
/var/adm-adm
/var/spool/lpd-lp
/sbin-sync
/sbin-shutdown
/sbin-halt
/var/spool/mail-mail
/etc/news-news
/var/spool/uucp-uucp
/root-operator
head
head 工具列印每個檔案的最開始部分的內容（預設是 10 行）。如果沒有給定檔案，它就從標準輸入中讀入內容，如果給定了檔名就從檔案中讀入內容。
舉例來說，如果我們希望從 memo 檔案中提取前兩行內容，命令如下：
# head -2 memo
In order to better serve the needs of our mass
market customers, ABC Publishing is
integrating the groups selling to this channel
for ABC General Reference and ABC Computer
Publishing. This change will allow us to
better coordinate our selling and marketing
efforts, as well as simplify ABC's
relationships with these customers in the
areas of customer service, co-op management,
and credit and collection. Two national
account managers, Ricky Ponting and Greeme
Smith, have joined the sales team as a result
of these changes.
我們可以使用 -c 選項指定要顯示的位元組個數。舉例來說，如果我們希望從 memo 檔案中讀取前兩個位元組的內容，可以使用下面的命令：
# head -c 2 memo
In
tail
tail 工具列印每個檔案的最末尾部分的內容（預設是 10 行）。如果沒有給定檔案，它就從標準輸入中讀入內容，如果給定了檔名就從檔案中讀入內容。
舉例來說，如果我們希望從 memo 檔案中提取最後兩行內容，命令如下：
# tail -2 memo
Please join me in welcoming each of our new team members.
我們可以使用 -c 選項指定要顯示的位元組個數。舉例來說，如果我們希望從 memo 檔案中讀取最後五個位元組的內容，可以使用下面的命令：
# tail -c 5 memo
ers.
結束語
現在我們已經知道如何使用各種工具從標準 Linux 檔案中向外提取資料了。一旦提取出資料之後，這些資料就可以進行檢視、列印或重定向到其他檔案或資料庫中了。瞭解瞭如何使用這些有用的工具可以幫助我們減少花費在煩雜任務上的時間，從而能夠成為一名效率更高的管理員。
來自 “ ITPUB部落格 ” ，連結：http://blog.itpub.net/10617731/viewspace-958973/，如需轉載，請註明出處，否則將追究法律責任。
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