Linux下Shell编程之sed命令的用法详解

sed（stream editor）是一种流编辑器，它能够对文本进行过滤和转换。sed 的工作原理是按照指定的模式对输入的文本行进行匹配，然后对匹配到的行执行相应的编辑命令。sed 非常适合于在管道中处理文本数据，并且可以用于自动化脚本中的文本处理任务。

一、基本用法

sed [选项] '脚本' 文件名

脚本：是一个或多个 sed 编辑命令的集合，用单引号括起来。

文件名：是要处理的文本文件。如果省略文件名，sed 将从标准输入读取数据。

常用选项

-e 脚本：直接在命令行中指定 sed 脚本。

-f 脚本文件：从指定的文件中读取 sed 脚本。

-i[SUFFIX]：直接修改文件内容，而不是输出到标准输出。如果指定了 SUFFIX，则备份原文件，并在其后添加该后缀。

-n：取消默认输出，只输出 sed 脚本处理过的行。

编辑命令

a\ 文本：在匹配行之后插入新文本。

i\ 文本：在匹配行之前插入新文本。

c\ 文本：用新文本替换匹配行。

d：删除匹配行。

p：打印匹配行。

s/原模式/新模式/[修饰符]：用新模式替换原模式。修饰符可以是 g（全局替换），p（打印替换结果），i（忽略大小写）等。

模式空间与保持空间‌

模式空间‌：sed 处理文本时，会将一行文本读入模式空间，然后对其执行脚本中的命令。处理完一行后，sed 会将模式空间的内容输出（除非使用了 -n 选项），然后读取下一行。

‌保持空间‌：是 sed 的另一个缓冲区，可以用于在脚本的不同部分之间传递数据。保持空间通常用于复杂的文本处理任务。

示例

‌示例 1：替换文本‌

将文件 example.txt 中所有的 "foo" 替换为 "bar"：

sed 's/foo/bar/g' example.txt

‌示例 2：删除行‌

删除文件 example.txt 中所有包含 "baz" 的行：

sed '/baz/d' example.txt

‌示例 3：插入文本‌

在文件 example.txt 中所有包含 "qux" 的行之前插入一行 "Inserted line"：

sed '/qux/i\Inserted line' example.txt

‌示例 4：打印特定行‌

打印文件 example.txt 中的第 2 到第 4 行：

sed -n '2,4p' example.txt

示例 5：使用保持空间交换两行‌

假设你有一个文件 swap.txt，内容如下：

Line 1
Line 2
Line 3

你想要交换第 1 行和第 3 行的位置。可以使用以下 sed 脚本：

sed -e '1{h;d}' -e '3{G;s/\(.*\)\n\(.*\)/\2\n\1/}' swap.txt

解释：

• 1{h;d}：当处理第 1 行时，将其保存到保持空间（h），然后删除模式空间的内容（d），不输出。
• 3{G;s/\(.*\)\n\(.*\)/\2\n\1/}：当处理第 3 行时，将保持空间的内容追加到模式空间（G），然后使用 s 命令交换两行。

输出将是：

Line 3
Line 2
Line 1

二、高级用法及技巧

1.使用地址范围

sed 允许你指定地址范围，以便对特定范围内的行执行编辑命令。地址范围可以是行号、正则表达式或两者的组合。

• ‌行号范围‌：例如，2,4 表示第 2 到第 4 行。
• ‌正则表达式范围‌：例如，/start/,/end/ 表示从匹配 start 的行到匹配 end 的行（包括这两行）。

示例：

# 删除第 2 到第 4 行
sed '2,4d' example.txt
 
# 从匹配 "start" 的行到匹配 "end" 的行，将 "foo" 替换为 "bar"
sed '/start/,/end/s/foo/bar/g' example.txt

2.多命令组合

你可以使用 -e 选项或分号 ; 来组合多个 sed 命令。

示例：

# 使用 -e 选项组合命令
sed -e 's/foo/bar/g' -e '2,4d' example.txt
 
# 使用分号组合命令
sed 's/foo/bar/g; 2,4d' example.txt

3.模式空间与保持空间的高级应用

模式空间和保持空间是 sed 的两个重要缓冲区。通过巧妙地使用它们，你可以执行复杂的文本处理任务。

• ‌模式空间‌：用于存储当前处理的行。
• ‌保持空间‌：用于在脚本的不同部分之间传递数据。

示例：

# 反转文件中的行顺序
sed '1!G;h;$!d' example.txt

解释：

• 1!G：对于非第一行，将保持空间的内容追加到模式空间。
• h：将模式空间的内容复制到保持空间。
• $!d：对于非最后一行，删除模式空间的内容（不输出）。

4.分支与循环

sed 提供了分支（b 和 t 命令）和循环（: 和 ; 组合）的功能，可以用于构建复杂的文本处理逻辑。

• ‌分支‌：b 命令用于无条件跳转，t 命令用于在成功执行替换后跳转。
• ‌循环‌：使用 : 标记一个标签，然后使用 ; 和 b 命令实现循环。

示例：

# 打印文件中的奇数行
sed -n 'n;p' example.txt

解释：

• n：读取下一行到模式空间，覆盖当前行。
• p：打印模式空间的内容。

由于 n 命令会覆盖当前行，因此这个脚本会跳过偶数行并打印奇数行。

5.使用 sed 进行文本分析和转换

sed 非常适合于文本分析和转换任务。通过结合使用正则表达式、地址范围和编辑命令，你可以轻松地提取、修改和生成文本数据。

示例：

# 提取文件中的所有电子邮件地址
sed -n 's/.*<\([^>]*\)>.*/\1/p' example.txt

解释：

• s/.*<\([^>]*\)>.*/\1/：使用正则表达式匹配电子邮件地址，并将其提取出来。
• p：打印匹配的结果。

这个示例假设电子邮件地址被尖括号包围，例如 <email@example.com>。

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