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shell 编程之正则表达式与文本处理器

news 来源：原创 2025/8/24 23:59:07

一、正则表达式

1. 概念

2. 作用

3. 分类

二、基础正则表达式（BRE）

grep 命令选项

三、扩展正则表达式（ERE）

与 BRE 的区别

四、文本处理器

1. sed 工具

2. awk 工具

五、总结

总结对比

元字符总结

工具对比与选择指南

常见问题与调试技巧

一、正则表达式

1. 概念

正则表达式是使用单个字符串来描述、匹配一系列符合某个句法规则的字符串，简单来说，是一种匹配字符串的方法，通过一些特殊符号，实现快速查找、删除、替换某个特定字符串。

2. 作用

正则表达式主要用于文本搜索、替换和字符串操作，例如在grep、awk、sed等命令中广泛应用，以实现对文本的高效处理。

3. 分类

基础正则表达式（grep 、sed）
扩展正则表达式（egrep 简化操作、范围更广 awk）

4.应用场景

文本搜索、数据清洗、日志分析、表单验证等。

二、基础正则表达式（BRE）

支持基本元字符（^、$、.、*、[]）

grep 命令选项

选项	说明
-a	不要忽略二进制数据
-A <显示列数>	除了显示符合范本样式的那一行之外，并显示该行之后的内容
-b	在显示符合范本样式的那一行之外，并显示该行之前的内容
-c	计算符合范本样式的列数
-C <显示列数> 或 -< 显示列数 >	除了显示符合范本样式的那一列之外，并显示该列之前后的内容
-d <进行动作>	当指定要查找的是目录而非文件时，必须使用这项参数，否则 grep 命令将回报信息并停止动作
-e <范本样式>	指定字符串作为查找文件内容的范本样式
-E	将范本样式为延伸的普通表示法来使用，意味着使用能使用扩展正则表达式
-f <范本文件>	指定范本文件，其内容有一个或多个范本样式，让 grep 查找符合范本条件的文件内容，格式为每一列的范本样式
-F	将范本样式视为固定字符串的列表
-G	将范本样式视为普通的表示法来使用
-h	在显示符合范本样式的那一列之前，不标示该列所属的文件名称
-H	在显示符合范本样式的那一列之前，标示该列的文件名称
-i	忽略字符大小写的差别
-l	列出文件内容符合指定的范本样式的文件名称
-L	列出文件内容不符合指定的范本样式的文件名称
-n	在显示符合范本样式的那一列之前，标示出该列的编号，显示行数
-q	不显示任何信息
-R/-r	此参数的效果和指定 “-d recurse” 参数相同
-s	不显示错误信息
-v	反转查找
-w	只显示全字符合的列
-x	只显示全列符合的列
-y	此参数效果跟 “-i” 相同
-o	只输出文件中匹配到的部分

常用元字符

元字符	描述	示例与解释
`^`	匹配行首	`^start` → 匹配以 "start" 开头的行
`$`	匹配行尾	`end$` → 匹配以 "end" 结尾的行
`.`	匹配任意单个字符（换行符除外）	`a.c` → 匹配 "abc"、"aXc"
`*`	匹配前一个字符 0 次或多次	`go*gle` → 匹配 "ggle"、"gogle"、"google"
`[]`	匹配字符集合中的任意一个字符	`[aeiou]` → 匹配任意元音字母
`[^]`	排除字符集合中的字符	`[^0-9]` → 匹配非数字字符
{ }	查找连续字符的范围，使用“转义符\”	o\{2\} →查找两个o的字符
`\`	转义特殊字符	`\.` → 匹配字面量 `.`

注意：

“^”符号在元字符集合“[]”符号内外的作用是不一样的，在“[]”符号内表示反向选择，在“[]”

符号外则代表定位行首

示例：

grep -in 'the' test.txt       //查找出特定字符“the”所在位置(-n”表示显示行号、“-i”表示不区分大小写)
grep -vn 'the' test.txt       //查找不包含“the”字符的行
grep -n 'sh[io]rt' test.txt   //同时查找到“shirt”与“short”这两个字符串
grep -n '^[a-z]' test.txt      //查询以小写字母开头的行
grep -n '[^w]oo' test.txt    //查找“oo”前面不是“w”的字符串
grep -n '\.$' test.txt   //以点结尾的行，转义符将特殊意义字符转化成普通字符
grep -n '^$' test.txt   //查询空白行grep -n 'woo*d' test.txt  //查询以 w 开头 d 结尾，中间包含至少一个 o 的字符串
grep -n 'w.*d' test.txt   //查询以 w 开头 d 结尾，中间的字符可有可无的字符串
grep -n '[0-9][0-9]*' test.txt  //查询任意数字所在行
grep -n 'o\{2\}' test.txt   //查询两个 o 的字符
grep -n 'wo\{2,5\}d' test.txt  //查询以 w 开头以 d 结尾，中间包含 2～5 个 o 的字符串
grep -n 'wo\{2,\}d' test.txt  //查询以 w 开头以 d 结尾，中间包含 2 个或 2 个以上 o 的字符串

三、扩展正则表达式（ERE）

与 BRE 的区别

语法更简洁：在BRE 基础上增加 +、?、|、()、{} 等元字符。无需转义
启用方式：需在命令中加 -E 选项（如 grep -E 或 egrep）。

元字符	描述	示例与解释
`+`	匹配前一个字符 1 次或多次	`go+gle` → 匹配 "gogle"、"google"
`?`	匹配前一个字符 0 次或 1 次	`colou?r` → 匹配 "color" 或 "colour"
\|	逻辑或	`cat\|dog` → 匹配 "cat" 或 "dog"
( )	查找“组”字符串	t(a\|e)st 查询"tast"或者"test"字符串
( )+	辨别多个重复的组	egrep -n 'A(xyz)+C' test.txt”。该命令是查询开头的"A"结尾是"C"，中间有一个以上的"xyz"字符串的意思

四、文本处理器

1. sed 工具

功能：文本解析转换工具，可以读取文本，支持查找、替换、删除、插入操作。
语法：sed [选项] '命令' 文件参数
工作流程：

读取：sed 从输入流（文件、管道、标准输入）中读取一行内容并存储到临时的缓

冲区中（又称模式空间，pattern space）。

执行：默认情况下，所有的 sed 命令都在模式空间中顺序地执行，除非指定了行

的地址，否则 sed 命令将会在所有的行上依次执行。

显示：发送修改后的内容到输出流。在发送数据后，模式空间将会被清空

注意：默认情况下所有的 sed 命令都是在模式空间内执行的，因此输入的文件并

不会发生任何变化，除非是用重定向存储输出。

常用选项	描述
`-n (`--quiet 或 silent`)`	仅显示处理后的结果
`-i`	直接修改文件内容（慎用！）
`-e（--expression）`	执行多条命令
-h （--help）	显示帮助
-f (--file)	表示用指定的脚本文件来处理输入的文本文件

地址定界	描述
`n`	第 n 行
`$`	最后一行
`/pattern/`	匹配模式的行
`n,m`	从第 n 行到第 m 行

常用命令	描述
`s/old/new/`	替换第一个匹配的字符串
`s/old/new/g`	替换所有匹配的字符串
`p`	打印行（常与 `-n` 联用）
s	替换，替换指定字符
c	替换，整行或整块
y	字符转换
`d`	删除行
`a`	在行后追加文本
`i`	在行前插入文本

迁移文本参数	说明
H	复制到剪贴板
g、G	将剪贴板中的数据覆盖/追加至指定行
w	保存为文件
r	读取指定文件
a	追加指定内容

示例：

（1）输出符合条件的文本
sed -n 'p' test.txt
//输出所有内容,等同于 cat test.txt
sed -n 'p;n' test.txt 
//输出所有奇数行,n 表示读入下一行资料
sed -n 'n;p' test.txt//输出所有偶数行,n 表示读入下一行资料
sed -n '10,${n;p}' test.txt 
//输出第 10 行至文件尾之间的偶数行
sed -n '/the/p' test.txt 
//输出包含 the 的行
sed -n '/the/=' test.txt //输出包含 the 的行所在的行号,等号(=)用来输出行号
sed -n '/[0-9]$/p' test.txt
//输出以数字结尾的行
sed -n '/^PI/p' test.txt 
//输出以 PI 开头的行
sed -n '/\<wood\>/p' test.txt //输出包含单词 wood 的行,\<、\>代表单词边界（2）删除符合条件的文本（ nl 命令用于计算文件的行数）
nl test.txt | sed '3d' 
//删除第 3 行
nl test.txt |sed '/cross/d' 
//删除包含 cross 的行,原本的第 8 行被删除；如果要删除不包含 cross 的行,用!符号表示取反操作, 如'/cross/！d'
sed '/^[a-z]/d' test.txt 
//删除以小写字母开头的行
sed '/^$/d' test.txt 
//删除所有空行（3）替换符合条件的文本
sed 's/the/THE/' test.txt 
//将每行中的第一个 the 替换为 THE
sed 's/l/L/2' test.txt//将每行中的第 2 个 l 替换为 L
sed 's/the/THE/g' test.txt 
//将文件中的所有 the 替换为 THE
sed 's/o//g' test.txt 
//将文件中的所有 o 删除(替换为空串)
sed 's/^/#/' test.txt 
//在每行行首插入#号
sed '/the/s/^/#/' test.txt 
//在包含 the 的每行行首插入#号
sed 's/$/EOF/' test.txt//在每行行尾插入字符串 EOF
sed '3,5s/the/THE/g' test.txt 
//将第 3~5 行中的所有 the 替换为 THE
sed '/the/s/o/O/g' test.txt 
//将包含 the 的所有行中的 o 都替换为 O（4）迁移符合条件的文本
sed '/the/{H;d};$G' test.txt 
//将包含 the 的行迁移至文件末尾,{;}用于多个操作
sed '1,5{H;d};17G' test.txt 
//将第 1~5 行内容转移至第 17 行后
sed '/the/w out.file' test.txt 
//将包含 the 的行另存为文件 out.file
sed '/the/r /etc/hostname' test.txt//将文件/etc/hostname 的内容添加到包含 the 的每行以后
sed '3aNew' test.txt 
//在第 3 行后插入一个新行,内容为 New
sed '/the/aNew' test.txt//在包含 the 的每行后插入一个新行,内容为 New
sed '3aNew1\nNew2' test.txt 
//在第 3 行后插入多行内容,中间的\n 表示换行

注意：若是删除重复的空行，即连续的空行只保留一个，执行 “sed

-e‘/^$/{n;/^$/d}’test.txt”命令即可实现。其效果与“cat -s test.txt”相同，n 表示读下一行数

据。

2. awk 工具

功能：文本分析工具，支持按字段处理、计算、格式化输出。
语法：

awk 选项 '模式或条件 {编辑指令}' 文件 1 文件 2 … //过滤并输出文件中符合条件的内容

awk -f 脚本文件文件 1 文件 2 … //从脚本中调用编辑指令,过滤并输出内容
注意：

在使用 awk 命令的过程中

可以使用逻辑操作符“&&”表示“与”、“||”

表示“或”、“！”表示“非”；还可以进行的数学运算

内建变量	作用
`$0`	当前整行内容
`$n`	当前处理行的第 n 个字段（第 n 列）
FS	指定每行文本的字段分隔符，默认为空格或制表位
`NF`	当前行的字段数
`NR`	当前处理的行号
RS	数据记录分隔，默认为\n，即每行为一条记录
FILENAME	被处理的文件名

示例：

（1）按行输出文本
awk '{print}' test.txt 
//输出所有内容,等同于 cat test.txt
awk '{print $0}' test.txt 
//输出所有内容,等同于 cat test.txt
awk 'NR==1,NR==3{print}' test.txt 
//输出第 1~3 行内容
awk '(NR>=1)&&(NR<=3){print}' test.txt 
//输出第 1~3 行内容
awk 'NR==1||NR==3{print}' test.txt 
//输出第 1 行、第 3 行内容
awk '(NR%2)==1{print}' test.txt 
//输出所有奇数行的内容
awk '(NR%2)==0{print}' test.txt//输出所有偶数行的内容
awk '/^root/{print}' /etc/passwd 
//输出以 root 开头的行
awk '/nologin$/{print}' /etc/passwd 
//输出以 nologin 结尾的行
awk 'BEGIN {x=0};/\/bin\/bash$/{x++};END {print x}' /etc/passwd
//统计以/bin/bash 结尾的行数,等同于 grep -c "/bin/bash$" /etc/passwd
awk 'BEGIN{RS=""};END{print NR}' /etc/squid/squid.conf
//统计以空行分隔的文本段落数（2）按字段输出文本
awk '{print $3}' test.txt//输出每行中(以空格或制表位分隔)的第 3 个字段
awk '{print $1,$3}' test.txt 
//输出每行中的第 1、3 个字段
awk -F ":" '$2==""{print}' /etc/shadow 
//输出密码为空的用户的 shadow 记录
awk 'BEGIN {FS=":"}; $2==""{print}' /etc/shadow
//输出密码为空的用户的 shadow 记录
awk -F ":" '$7~"/bash"{print $1}' /etc/passwd
//输出以冒号分隔且第 7 个字段中包含/bash 的行的第 1 个字段
awk '($1~"nfs")&&(NF==8){print $1,$2}' /etc/services
//输出包含 8 个字段且第 1 个字段中包含 nfs 的行的第 1、2 个字段
awk -F ":" '($7!="/bin/bash")&&($7!="/sbin/nologin"){print}' /etc/passwd
//输出第 7 个字段既不为/bin/bash 也不为/sbin/nologin 的所有行（3）通过管道、双引号调用 Shell 命令
awk -F: '/bash$/{print | "wc -l"}' /etc/passwd
//调用 wc -l 命令统计使用 bash 的用户个数,等同于 grep -c "bash$" /etc/passwd
awk 'BEGIN {while ("w" | getline) n++ ; {print n-2}}'//调用 w 命令,并用来统计在线用户数
awk 'BEGIN { "hostname" | getline ; print $0}'//调用 hostname,并输出当前的主机名

五、总结

总结对比

工具/语法	核心用途	典型场景
BRE	基本模式匹配	简单文本搜索、`grep` 默认模式
ERE	复杂模式匹配（支持逻辑、分组）	提取结构化数据（IP、邮箱）
`sed`	文本替换、删除、插入	批量修改配置文件、清理数据
`awk`	字段处理、数据计算、报表生成	日志分析、统计汇总

元字符总结

元字符	作用
`^`	匹配行首
`$`	匹配行尾
`.`	匹配任意单个字符（除换行符）
`*`	匹配前一个字符零次或多次
`[]`	字符范围，匹配字符集合中的任意一个
`\`	转义符
+	匹配前面的子表达式一次或多次
？	匹配前面的子表达式零次或一次
{n}	n是一个非负整数，匹配确定的n次
{n,m}	n，m是非负整数，其中n <= m.最少匹配n次且最多匹配m次
{n,}	n是一个非负整数，至少匹配n次
\d	匹配一个数字字符
\D	匹配一个非数字字符
\s	匹配任何空白字符
\S	匹配任何非空白字符
\w	匹配字母、数字、下划线
\W	匹配非字母、数字、下划线
\n	匹配一个换行符
\f	匹配一个换页符
\r	匹配一个回车符

工具对比与选择指南

场景	推荐工具	理由
简单文本替换	`sed`	语法简洁，适合单行操作
复杂字段处理与计算	`awk`	内置字段分割和数学运算
多条件逻辑处理	`awk`	支持 if/else、循环等编程结构
批量删除或插入行	`sed`	地址定界和命令组合灵活
数据统计与报表生成	`awk`	可汇总数据并格式化输出

常见问题与调试技巧

1. 正则表达式不匹配

检查特殊字符转义：如 *、.、() 在 BRE 中需转义。
使用扩展模式：如 grep -E 或 sed -r 启用 ERE。

2. sed 修改文件无效

确认 -i 选项：无 -i 选项时仅输出到屏幕，不修改原文件。
备份原文件：sed -i.bak 's/old/new/' file 生成 file.bak 备份。

3. awk 字段分割异常

指定分隔符：用 -F 明确分隔符（如 -F':'）。
处理空白行：添加 NF > 0 条件过滤空行。

4. 性能优化

减少管道操作：合并多个 sed 或 awk 命令为单次处理。
避免频繁读写文件：使用内存处理或临时文件。

shell 编程之正则表达式与文本处理器

目录一、正则表达式 1. 概念 2. 作用 3. 分类二、基础正则表达式（BRE） grep 命令选项三、扩展正则表达式（ERE） 与 BRE 的区别四、文本处理器 1. sed 工具 2. awk 工具五、总结总结对比元字符总结工具对比与…...

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编程日记 2025/8/19 10:51:31

部署qwen2.5-VL-7B

简单串行执行 from transformers import Qwen2_5_VLForConditionalGeneration, AutoProcessor from qwen_vl_utils import process_vision_info import torch, time, threadingdef llm(model_path,promptNone,imageNone,videoNone,imagesNone,videosNone,max_new_tokens2048,t…...

编程日记 2025/8/17 21:09:09

一、正则表达式

1. 概念

2. 作用

3. 分类

二、基础正则表达式（BRE）

三、扩展正则表达式（ERE）

四、文本处理器

1. sed 工具

2. awk 工具

五、总结

总结对比

元字符总结

工具对比与选择指南

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