sed 命令詳解及示例

Librarookie發表於2024-10-26

sed是一種流編輯器，能高效地完成各種替換、刪除、插入等操作，按照檔案資料行順序，重複處理滿足條件的每一行資料，然後把結果展示列印，且不會改變原檔案內容。

sed會逐行掃描輸入的資料，並將讀取的資料內容複製到臨時緩衝區中,稱為“模式空間”（pattern space），然後拿模式空間中的資料與給定的條件進行匹配，如果匹配成功，則執行特定的sed指令，否則跳過輸入的資料行，繼續讀取後面的資料。

一、命令介紹

1.1 命令語法

sed [OPTION]... {script-only-if-no-other-script} [input-file]...

#如：
sed [選項] '匹配條件和操作指令' 檔名
cat 檔名 | sed [選項] '匹配條件和操作指令'

1.2 選項引數

-n, --quiet, --silent
                #suppress automatic printing of pattern space
    --debug     #annotate program execution
-e script, --expression=script
                #add the script to the commands to be executed
-f script-file, --file=script-file
                #add the contents of script-file to the commands to be executed
--follow-symlinks
                #follow symlinks when processing in place
-i[SUFFIX], --in-place[=SUFFIX]
                #edit files in place (makes backup if SUFFIX supplied)
-l N, --line-length=N
                #specify the desired line-wrap length for the 'l' command
--posix         #disable all GNU extensions.
-E, -r, --regexp-extended
                #use extended regular expressions in the script (for portability use POSIX -E).
-s, --separate
                #consider files as separate rather than as a single, continuous long stream.
    --sandbox
                #operate in sandbox mode (disable e/r/w commands).
-u, --unbuffered
                #load minimal amounts of data from the input files and flush the output buffers more often
-z, --null-data
                #separate lines by NUL characters
    --help      #display this help and exit
    --version   #output version information and exit

選項	例子
`-n, --quiet, --silent` 禁止自動列印模式（常配合'p'使用，僅顯示處理後的結果）	`sed -n '/hello/p' filename` 使用 /hello/ 匹配含有 "hello" 的行，p 列印匹配的行
`--debug` 以註解的方式顯示 sed 的執行過程，幫助除錯指令碼	`sed --debug 's/foo/bar/' filename` 當你使用 sed 修改內容時，它會顯示除錯資訊，以便你瞭解指令碼是如何執行的
`-e script, --expression=script` 在命令列中直接指定 sed 指令碼（允許多個 sed 表示式）	`sed -e 's/foo/bar/' -e 's/hello/world/' filename` 將檔案中的 foo 替換為 bar，然後將 hello 替換為 world
`-f script-file, --file=script-file` 從指定的指令碼檔案中讀取 sed 命令	`sed -f script.sed filename` script.sed 是包含多個 sed 命令的指令碼檔案，sed 會按順序執行這些命令
`--follow-symlinks` 當指定 -i 時，sed 會跟隨符號連結（symlink）指向的實際檔案進行編輯	`sed -i --follow-symlinks 's/foo/bar/' symlink.txt` 如果 symlink.txt 是一個符號連結檔案，sed 會編輯它指向的實際檔案
`-i[SUFFIX], --in-place[=SUFFIX]` 直接編輯檔案（如果提供 SUFFIX，則進行備份）	`sed -i.bak 's/foo/bar/' filename` 直接在 filename 中將 foo 替換為 bar，並建立一個備份檔案 filename.bak
`-l N, --line-length=N` 當使用 l 命令（列出行內容）時，指定輸出的行寬（N 表示字元數）	`echo 'hello world' \| sed -l 5 'l'` 使用 l 命令顯示 "hello world"，但每行最多顯示 5 個字元
`--posix` 禁用 GNU 擴充套件，使 sed 遵循 POSIX 標準語法	`sed --posix 's/foo/bar/' filename` 這將禁用 sed 的一些非標準特性，確保指令碼在 POSIX 環境下工作
`-E, -r, --regexp-extended` 使用擴充套件的正規表示式（ERE），這與基本正規表示式（BRE）相比，簡化了一些語法（例如不用轉義括號和 +）	`echo "abc123" \| sed -E 's/[a-z]+([0-9]+)/\1/'` 使用擴充套件正規表示式，匹配並提取字母后面的數字
`-s, --separate` 將多個輸入檔案視為獨立的流，而不是作為一個連續的流處理	`sed -s 's/foo/bar/' file1.txt file2.txt` sed 會分別處理 file1.txt 和 file2.txt，而不是將它們作為一個整體處理
`--sandbox` 以沙盒模式執行，禁止使用 e, r, w 命令，防止 sed 修改檔案或執行外部命令	`sed --sandbox 's/foo/bar/' filename` 啟用沙盒模式，防止 sed 指令碼執行危險的操作
`-u, --unbuffered` 減少從輸入檔案讀取資料時的緩衝區大小，並更頻繁地重新整理輸出	`sed -u 's/foo/bar/' filename` 立即將處理結果輸出到標準輸出，而不是等到處理大量資料後再輸出
`-z, --null-data` 將輸入中的行分隔符從換行符 \n 改為 NUL 字元 \0，這在處理二進位制資料或以 NUL 作為分隔符的文字時很有用	`sed -z 's/foo/bar/' filename` 使用 NUL 字元作為行分隔符處理文字

1.3 匹配條件

格式	描述
/regexp/	使用 "正規表示式"，匹配資料行
n（數字）	使用 "行號" 匹配，範圍是 `1-$`（$ 表示最後一行）
addr1,addr2	使用 "行號或正則" 定位，匹配從 addr1 到 addr2 的所有行
addr1,+n	使用 "行號或正則" 定位，匹配從 addr1 開始及後面的 n 行
n~step	使用 "行號"，匹配從行號 n 開始，步長為 step 的所有資料行

1.3.1 定界符

/ 在sed中作為定界符使用，也可以使用任意的定界符。

sed 's|foo|bar|g' filename
sed 's:foo:bar:g' filename

#定界符出現在樣式內部時，需要進行轉義：
sed 's/\/bin/\/usr\/bin/g' filename

1.3.2 變數引用

sed表示式使用單引號來引用，但是如果表示式內部包含"變數"字串，則需要使用雙引號。

foo="world"
echo "hello world" | sed "s/$foo/librarookie"
hello librarookie

1.4 操作指令

指令	描述	例子
! <script>	表示後面的命令，對 "所有沒有被選定" 的行發生作用	`sed -n '/foo/!p' filename` 只列印不含有 "foo" 的行
p	列印（print）當前匹配的資料行（常配合 -n 使用）	`sed -n '/foo/p' filename` 只列印含有 "foo" 的行
l	小寫L，列印當前匹配的資料行，並顯示控制字元，如回車符\，結束符$等	`sed -n '/foo/l' filename` 只列印含有 "foo" 的行，並顯示控制字元
=	列印當前讀取的資料所在的 "行數"	`sed -n '$=' filename` 列印檔案最後一行的行數
a\ <text>	在匹配的資料行 "後" 追加（append）文字內容	`sed '/foo/a\hello librarookie' filename` 在每個含有 "foo" 行，下面追加一行 "hello librarookie"
i\ <text>	在匹配的資料行 "前" 插入（insert）文字內容	`sed '/foo/i\hello librarookie' filename` 在每個含有 "foo" 行，上面插入一行 "hello librarookie"
c\ <text>	將匹配的資料行 "整行" 內容更改（change）為特定的文字內容	`sed '/foo/c\hello librarookie' filename` 將每個含有 "foo" 整行，替換為 "hello librarookie"
d	行刪除，刪除（delete）匹配的資料行整行內容	`sed '/foo/d' filename` 刪除每個含有 "foo" 的行
r <filename>	從檔案中讀取（read）資料，並追加到匹配的資料行後面	`sed -i '/foo/r datafile' filename` 將檔案 datafile 的內容，追加在檔案 filename 中每個含有 "foo" 的行下面
w <filename>	將當前匹配到的資料，寫入（write）特定的檔案中	`sed -n '/foo/w newfile' filename` 將檔案 filename 中每個含有 "foo" 的行，寫入到新檔案 newfile 裡面
q [exit code]	立刻退出（quit）sed指令碼	`sed '5q' filename` 列印第 5 行前的資料，類似 `sed -n '1,5p`
s/regexp/replace/	使用正則匹配，將匹配的資料替換（substitute）為特定的內容	`sed 's/foo/bar/' filename` 將每個含有 "foo" 行中，第一次出現的 "foo"，替換為 "bar"
n（數字）	只替換第 n 次出現的匹配項	`sed 's/foo/bar/2' filename` 將每個含有 "foo" 行中，第 2 次出現的 "foo"，替換為 "bar"
g	全域性替換（Global substitution）：替換每一行中的所有匹配項	`sed 's/foo/bar/g' filename` 將每行中的 "foo" ，替換為 "bar"
i	忽略大小寫（Ignore case）：進行不區分大小寫的匹配	`sed '/foo/i' filename` 列印含有 "foo" 或 "FOO" 的行
e	執行（Execute）：允許在替換文字中進行命令執行	`echo "ls /tmp" \| sed 's/ls/ls -l/e'` 將sed命令的結果，當作命令執行；即輸出 `ls -l /tmp` 命令的結果
&	引用匹配的整個字串	`echo "hello" \| sed 's/hello/& librarookie/'` 將每行中的 "foo" ，替換為 "bar"

1.5 高階操作指令

指令	描述
h	將 "模式空間" 中的資料`複製`到 "保留空間"
H	將 "模式空間" 中的資料`追加`到 "保留空間"
g	將 "保留空間" 中的資料`複製`到 "模式空間"
G	將 "保留空間" 中的資料`追加`到 "模式空間"
x	將 "模式空間" 和 "保留空間" 中的資料交換
n	讀取下一行資料`複製`到 "模式空間"
N	讀取下一行資料`追加`到 "模式空間"
:label	為 t 或 b 指令定義1abel標籤
t label	有條件跳轉到標籤(1abel)，如果沒有 1abel ，則跳轉到指令的結尾
b label	跳轉到標籤(1abel)，如果沒有 label ，則跳轉到指令的結尾
y/源/目標/	以字元為單位將源字元轉為為目標字元

二、常用例項

2.1 匹配範圍

#行號範圍：列印第3行到第5行
sed -n '3,5p' filename

#正規表示式匹配範圍：從匹配start_pattern的行開始，到匹配end_pattern的行結束
sed -n '/start_pattern/,/end_pattern/p' filename

#命令組合：從第1行開始，到第一個空白行為止
sed -n '1,/^$/p' filename

#倒數行範圍：從第1行開始，直到匹配end_pattern的行之前（使用!進行取反）
sed -n '1,/end_pattern/!p' filename

#指定行的倍數：列印所有奇數行（從第一行開始，步長為 2）
sed -n '1~2p' filename

2.2 增刪改

2.2.1 替換操作（s）

基礎替換

#只替換文字中第一次出現的匹配項，並將結果輸出到標準輸出
sed 's/foo/bar/' filename

#只替換每行中第三次出現的匹配項
sed 's/foo/bar/3' filename

#只列印替換過的行
sed -n 's/foo/bar/p' filename

#編輯原檔案，同時建立 filename.bak 備份
sed -i.bak 's/foo/bar/' filename

#忽略大小寫進行替換
sed 's/foo/bar/i' filename

#全域性替換
sed 's/foo/bar/g' filename

#全域性替換，每行替換從第 2 次開始出現的匹配項
sed 's/foo/bar/2g' filename

組合替換

#替換並寫入新檔案：將替換過的行寫入 output.txt
sed 's/foo/bar/w output.txt' filename

#結合標記符：在匹配的字串後新增字尾
sed 's/foo/&.bak/' filename

#執行sed結果的命令（謹慎使用，可能導致安全風險）
sed 's/systemctl start/systemctl status/e' filename
echo "ls /tmp" | sed 's/ls/ls -l/e'

#行號範圍：將第3行到第5行中的"foo"替換為"bar"
sed '3,5s/foo/bar/g' filename

#正規表示式匹配範圍：從包含"start"的行開始，到包含"end"的行結束，替換"foo"為"bar"
sed '/start/,/end/s/foo/bar/g' filename

#命令組合：從第1行開始，到第一個空白行為止，替換"foo"為"bar"
sed '1,/^$/s/foo/bar/g' filename

#倒數行範圍：從第1行開始，直到包含"end"的行之前，替換"foo"為"bar"
sed '1,/end/!s/foo/bar/g' filename

#指定行的倍數：替換所有奇數行中的"foo"為"bar"
sed '1~2s/foo/bar/g' filename

2.2.2 更新操作（a\i\c\）

a,i,c\ 分別表示在行下追加、行上插入和整行更新，字母符合後面 \ 可以省略

2.2.2.1 行下追加（a\）

#將 "this is a test line" 追加到含有 "hello" 行的下面
sed -i '/hello/a\this is a test line' filename

#在第 2 行之後插入 "this is a test line"
sed -i '2a\this is a test line' filename

2.2.2.2 行上插入（i\）

#將 "this is a test line" 插入到含有 "librarookie" 的行上面
sed -i '/librarookie/i\this is a test line' filename

#在第 5 行之前插入 "this is a test line"
sed -i '5i\this is a test line' filename

2.2.2.3 替換當前行（c\）

#將含有 "librarookie" 的行變成 "this is a test line"
sed -i '/librarookie/c\this is a test line' filename

#將第 5 行變成 "this is a test line"
sed -i '3c\this is a test line' filename

2.2.3 刪除操作（d）

#刪除全文
sed -i 'd' filename

#刪除第 2 行
sed -i '2d' filename

#刪除最後一行
sed -i '$d' filename

#刪除空白行
sed -i '/^$/d' filename

#以 # 號開頭的行（刪除註釋）
sed -i '/^#/d' filename

#刪除檔案中所有開頭是 test的行
sed -i '/^test/d' filename

#刪除檔案的第 2 行到 末尾所有行
sed -i '2,$d' filename

2.3 指令碼檔案（-f）

sed指令碼 scriptfile 是一個sed的命令清單，啟動Sed時，以 -f 選項引導指令碼檔名。Sed指令碼規則如下：

1. 在命令的末尾不能有任何空白或文字；

2. 如果在一行中有多個命令，要用分號分隔；

3. 以 # 開頭的行為註釋行，且不能跨行；

#這將按照 scriptfile.sed 檔案中的命令來編輯 filename 檔案
sed -f scriptfile.sed filename

#如果你不希望實際修改檔案，可以新增 -n 標誌和 p命令來列印結果而不是直接寫入檔案
sed -nf scriptfile.sed filename

scriptfile.sed 內容如下：

# 這是註釋，會被sed忽略

# 替換檔案中的第一行中的"old_string"為"new_string"
1s/old_string/new_string/

# 從第3行到第5行，替換"foo"為"bar"
3,5s/foo/bar/g

# 刪除包含"delete_this_line"的行
/delete_this_line/d

# 在包含"insert_before"的行之前插入新行
/insert_before/i\
This is the new line to insert

# 在檔案末尾新增一行
$ a\
This is the new line at the end of the file

2.4 標記操作

2.4.1 已匹配字串標記（&）

符合匹配條件字串的標記，可以理解為匹配結果的變數名

#正規表示式 "\w\+" 匹配每一個單詞，使用 [&] 替換它，& 對應於之前所匹配到的單詞：
echo this is a test line | sed 's/\w\+/[&]/g'
[this] [is] [a] [test] [line]

# 將 hello 替換為 helloworld
sed 's/hello/&world/' filename
helloworld

2.4.2 子串匹配標記（\1）

匹配給定樣式的其中一部分：

1. $..$ 用於匹配子串，對於匹配到的第一個子串就標記為 \1，依此類推匹配到的第二個結果就是 \2;

2. 未定義 $..$ 時，效果等同於 & 標記;

#echo this is digit 7 in a number | sed 's/digit \([0-9]\)/\1/'
this is 7 in a number
#命令中 digit 7，被替換成了 7。樣式匹配到的子串是 7。

#\(..\) 用於匹配子串。[a-z]+ 匹配小寫字母，為第一個子串\1；[A-Z]+ 匹配大寫字母，為第二個子串\2
echo "world HELLO" | sed 's/\([a-z]\+\) \([A-Z]\+\)/\2 \1/'
HELLO world

# HELLO 被標記為 \1，將
echo "hello world" | sed 's/\(hello\) world/\1 librarookie/'
hello librarookie

2.5 組合多個表示式（-e）

#1. 使用 -e 選項，指定多個 sed 表示式
sed -e '表示式' -e '表示式' filename

#2. 使用管道符 | ，對結果重複使用 sed 命令
sed '表示式' | sed '表示式' filename

#1. 在表示式中使用 ; 
sed '表示式; 表示式' filename

2.6 檔案讀寫（r/w）

#1. 從檔案讀取（r）
#將檔案 datafile 裡的內容讀取出來，顯示在檔案 filename 中匹配 test 的行下面
#如果匹配多行，則將檔案 datafile 的內容，顯示在檔案 filename 中所有匹配 test 的行下面
sed -i '/test/r datafile' filename

#2. 寫入新檔案（w）
#將檔案 filename 中所有匹配 test 的資料行，都寫入新檔案 newfile 裡面
sed -n '/test/w newfile' filename

#將替換後的 filename 寫入 newfile
sed 's/foo/bar/w newfile' filename

2.7 保留空間與模式空間

在 sed 編輯器中，有兩個非常重要的概念：保留空間（hold space）和模式空間（pattern space）。

模式空間（Pattern Space）
- 模式空間是 sed 用來處理輸入文字的地方。
- 當 sed 讀取輸入檔案的每一行時，它會將這一行放入模式空間，然後對模式空間中的內容執行指定的編輯命令。
- 預設情況下，模式空間的內容在處理後被輸出到標準輸出（通常是螢幕）。
- 模式空間的大小通常受限於系統記憶體，但通常足夠處理單行文字。
保留空間（Hold Space）
- 保留空間是 sed 的第二個緩衝區，它允許 sed 在處理模式空間的內容時儲存資料。
- 保留空間可以用來儲存模式空間中當前行的副本，或者用於在不同行之間傳遞資料。

2.7.1 保持和獲取（h/H/g/G）

#將任何包含 test 的行都被複制並追加到該檔案的末尾
sed -e '/test/h' -e '$G' file

# -e '/test/h'
#1. 匹配 test 的行被找到後，將存入模式空間，
#2. h 命令將其複製並存入保留空間（保持快取區的特殊緩衝區內）。
#
# -e '$G'
#1. 當到達最後一行（$）後，
#2. G 命令取出保留空間的行，然後把它放回模式空間中，且追加到現在已經存在於模式空間中的行的末尾。
#3. 在這個例子中就是追加到最後一行。

2.7.2 保持和互換（h/x）

互換模式空間和保持緩衝區的內容。也就是把包含test與check的行互換：

sed -e '/test/h' -e '/check/x' file

2.8 列印奇數行或偶數行

#方法1：利用 n ，列印一行，隱藏一行
sed -n 'p;n' test.txt    #奇數行
sed -n 'n;p' test.txt    #偶數行

#方法2：利用步長 2 ，跳過非目標行
sed -n '1~2p' test.txt    #奇數行
sed -n '2~2p' test.txt    #偶數行

2.9 退出命令（q）

#列印完第10行後，退出sed
sed '10q' filename

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