awk === 文本和数据进行处理的编程语言 ## 补充说明 **awk** 是一种编程语言,用于在linux/unix下对文本和数据进行处理。数据可以来自标准输入(stdin)、一个或多个文件,或其它命令的输出。它支持用户自定义函数和动态正则表达式等先进功能,是linux/unix下的一个强大编程工具。它在命令行中使用,但更多是作为脚本来使用。awk有很多内建的功能,比如数组、函数等,这是它和C语言的相同之处,灵活性是awk最大的优势。 ## awk命令格式和选项 **语法形式** ``` awk [options] 'script' var=value file(s) awk [options] -f scriptfile var=value file(s) ``` **常用命令选项** * **-F fs ** fs指定输入分隔符,fs可以是字符串或正则表达式,如-F: * **-v var=value ** 赋值一个用户定义变量,将外部变量传递给awk * **-f scripfile ** 从脚本文件中读取awk命令 * **-m[fr] val ** 对val值设置内在限制,-mf选项限制分配给val的最大块数目;-mr选项限制记录的最大数目。这两个功能是Bell实验室版awk的扩展功能,在标准awk中不适用。 ## awk模式和操作 awk脚本是由模式和操作组成的。 ### 模式 模式可以是以下任意一个: * /正则表达式/:使用通配符的扩展集。 * 关系表达式:使用运算符进行操作,可以是字符串或数字的比较测试。 * 模式匹配表达式:用运算符`~`(匹配)和`~!`(不匹配)。 * BEGIN语句块、pattern语句块、END语句块:参见awk的工作原理 ### 操作 操作由一个或多个命令、函数、表达式组成,之间由换行符或分号隔开,并位于大括号内,主要部分是: * 变量或数组赋值 * 输出命令 * 内置函数 * 控制流语句 ## awk脚本基本结构 ``` awk 'BEGIN{ print "start" } pattern{ commands } END{ print "end" }' file ``` 一个awk脚本通常由:BEGIN语句块、能够使用模式匹配的通用语句块、END语句块3部分组成,这三个部分是可选的。任意一个部分都可以不出现在脚本中,脚本通常是被 **单引号** 或 **双引号** 中,例如: ``` awk 'BEGIN{ i=0 } { i++ } END{ print i }' filename awk "BEGIN{ i=0 } { i++ } END{ print i }" filename ``` ### awk的工作原理 ``` awk 'BEGIN{ commands } pattern{ commands } END{ commands }' ``` * 第一步:执行`BEGIN{ commands }`语句块中的语句; * 第二步:从文件或标准输入(stdin)读取一行,然后执行`pattern{ commands }`语句块,它逐行扫描文件,从第一行到最后一行重复这个过程,直到文件全部被读取完毕。 * 第三步:当读至输入流末尾时,执行`END{ commands }`语句块。 **BEGIN语句块** 在awk开始从输入流中读取行 **之前** 被执行,这是一个可选的语句块,比如变量初始化、打印输出表格的表头等语句通常可以写在BEGIN语句块中。 **END语句块** 在awk从输入流中读取完所有的行 **之后** 即被执行,比如打印所有行的分析结果这类信息汇总都是在END语句块中完成,它也是一个可选语句块。 **pattern语句块** 中的通用命令是最重要的部分,它也是可选的。如果没有提供pattern语句块,则默认执行`{ print }`,即打印每一个读取到的行,awk读取的每一行都会执行该语句块。 **示例** ``` echo -e "A line 1nA line 2" | awk 'BEGIN{ print "Start" } { print } END{ print "End" }' Start A line 1 A line 2 End ``` 当使用不带参数的`print`时,它就打印当前行,当`print`的参数是以逗号进行分隔时,打印时则以空格作为定界符。在awk的print语句块中双引号是被当作拼接符使用,例如: ``` echo | awk '{ var1="v1"; var2="v2"; var3="v3"; print var1,var2,var3; }' v1 v2 v3 ``` 双引号拼接使用: ``` echo | awk '{ var1="v1"; var2="v2"; var3="v3"; print var1"="var2"="var3; }' v1=v2=v3 ``` { }类似一个循环体,会对文件中的每一行进行迭代,通常变量初始化语句(如:i=0)以及打印文件头部的语句放入BEGIN语句块中,将打印的结果等语句放在END语句块中。 ## awk内置变量(预定义变量) 说明:[A][N][P][G]表示第一个支持变量的工具,[A]=awk、[N]=nawk、[P]=POSIXawk、[G]=gawk ``` **$n** 当前记录的第n个字段,比如n为1表示第一个字段,n为2表示第二个字段。 **$0** 这个变量包含执行过程中当前行的文本内容。 [N] **ARGC** 命令行参数的数目。 [G] **ARGIND** 命令行中当前文件的位置(从0开始算)。 [N] **ARGV** 包含命令行参数的数组。 [G] **CONVFMT** 数字转换格式(默认值为%.6g)。 [P] **ENVIRON** 环境变量关联数组。 [N] **ERRNO** 最后一个系统错误的描述。 [G] **FIELDWIDTHS** 字段宽度列表(用空格键分隔)。 [A] **FILENAME** 当前输入文件的名。 [P] **FNR** 同NR,但相对于当前文件。 [A] **FS** 字段分隔符(默认是任何空格)。 [G] **IGNORECASE** 如果为真,则进行忽略大小写的匹配。 [A] **NF** 表示字段数,在执行过程中对应于当前的字段数。 [A] **NR** 表示记录数,在执行过程中对应于当前的行号。 [A] **OFMT** 数字的输出格式(默认值是%.6g)。 [A] **OFS** 输出字段分隔符(默认值是一个空格)。 [A] **ORS** 输出记录分隔符(默认值是一个换行符)。 [A] **RS** 记录分隔符(默认是一个换行符)。 [N] **RSTART** 由match函数所匹配的字符串的第一个位置。 [N] **RLENGTH** 由match函数所匹配的字符串的长度。 [N] **SUBSEP** 数组下标分隔符(默认值是34)。 ``` **示例** ``` echo -e "line1 f2 f3nline2 f4 f5nline3 f6 f7" | awk '{print "Line No:"NR", No of fields:"NF, "$0="$0, "$1="$1, "$2="$2, "$3="$3}' Line No:1, No of fields:3 $0=line1 f2 f3 $1=line1 $2=f2 $3=f3 Line No:2, No of fields:3 $0=line2 f4 f5 $1=line2 $2=f4 $3=f5 Line No:3, No of fields:3 $0=line3 f6 f7 $1=line3 $2=f6 $3=f7 ``` 使用`print $NF`可以打印出一行中的最后一个字段,使用`$(NF-1)`则是打印倒数第二个字段,其他以此类推: ``` echo -e "line1 f2 f3n line2 f4 f5" | awk '{print $NF}' f3 f5 ``` ``` echo -e "line1 f2 f3n line2 f4 f5" | awk '{print $(NF-1)}' f2 f4 ``` 打印每一行的第二和第三个字段: ``` awk '{ print $2,$3 }' filename ``` 统计文件中的行数: ``` awk 'END{ print NR }' filename ``` 以上命令只使用了END语句块,在读入每一行的时,awk会将NR更新为对应的行号,当到达最后一行NR的值就是最后一行的行号,所以END语句块中的NR就是文件的行数。 一个每一行中第一个字段值累加的例子: ``` seq 5 | awk 'BEGIN{ sum=0; print "总和:" } { print $1"+"; sum+=$1 } END{ print "等于"; print sum }' 总和: 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 等于 15 ``` ## 将外部变量值传递给awk 借助 **`-v`选项** ,可以将外部值(并非来自stdin)传递给awk: ``` VAR=10000 echo | awk -v VARIABLE=$VAR '{ print VARIABLE }' ``` 另一种传递外部变量方法: ``` var1="aaa" var2="bbb" echo | awk '{ print v1,v2 }' v1=$var1 v2=$var2 ``` 当输入来自于文件时使用: ``` awk '{ print v1,v2 }' v1=$var1 v2=$var2 filename ``` 以上方法中,变量之间用空格分隔作为awk的命令行参数跟随在BEGIN、{}和END语句块之后。 ## awk运算与判断 作为一种程序设计语言所应具有的特点之一,awk支持多种运算,这些运算与C语言提供的基本相同。awk还提供了一系列内置的运算函数(如log、sqr、cos、sin等)和一些用于对字符串进行操作(运算)的函数(如length、substr等等)。这些函数的引用大大的提高了awk的运算功能。作为对条件转移指令的一部分,关系判断是每种程序设计语言都具备的功能,awk也不例外,awk中允许进行多种测试,作为样式匹配,还提供了模式匹配表达式~(匹配)和~!(不匹配)。作为对测试的一种扩充,awk也支持用逻辑运算符。 ### 算术运算符
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| + - | 加,减 |
| * / & | 乘,除与求余 |
| + - ! | 一元加,减和逻辑非 |
| ^ *** | 求幂 |
| ++ -- | 增加或减少,作为前缀或后缀 |
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| = += -= *= /= %= ^= **= | 赋值语句 |
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| || | 逻辑或 |
| && | 逻辑与 |
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| ~ ~! | 匹配正则表达式和不匹配正则表达式 |
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| < <= > >= != == | 关系运算符 |
| 运算符 | 描述 |
|---|---|
| $ | 字段引用 |
| 空格 | 字符串连接符 |
| ?: | C条件表达式 |
| in | 数组中是否存在某键值 |
| 格式 | 描述 |
|---|---|
| atan2( y, x ) | 返回 y/x 的反正切。 |
| cos( x ) | 返回 x 的余弦;x 是弧度。 |
| sin( x ) | 返回 x 的正弦;x 是弧度。 |
| exp( x ) | 返回 x 幂函数。 |
| log( x ) | 返回 x 的自然对数。 |
| sqrt( x ) | 返回 x 平方根。 |
| int( x ) | 返回 x 的截断至整数的值。 |
| rand( ) | 返回任意数字 n,其中 0 <= n < 1。 |
| srand( [expr] ) | 将 rand 函数的种子值设置为 Expr 参数的值,或如果省略 Expr 参数则使用某天的时间。返回先前的种子值。 |
| 格式 | 描述 |
|---|---|
| gsub( Ere, Repl, [ In ] ) | 除了正则表达式所有具体值被替代这点,它和 sub 函数完全一样地执行。 |
| sub( Ere, Repl, [ In ] ) | 用 Repl 参数指定的字符串替换 In 参数指定的字符串中的由 Ere 参数指定的扩展正则表达式的第一个具体值。sub 函数返回替换的数量。出现在 Repl 参数指定的字符串中的 &(和符号)由 In 参数指定的与 Ere 参数的指定的扩展正则表达式匹配的字符串替换。如果未指定 In 参数,缺省值是整个记录($0 记录变量)。 |
| index( String1, String2 ) | 在由 String1 参数指定的字符串(其中有出现 String2 指定的参数)中,返回位置,从 1 开始编号。如果 String2 参数不在 String1 参数中出现,则返回 0(零)。 |
| length [(String)] | 返回 String 参数指定的字符串的长度(字符形式)。如果未给出 String 参数,则返回整个记录的长度($0 记录变量)。 |
| blength [(String)] | 返回 String 参数指定的字符串的长度(以字节为单位)。如果未给出 String 参数,则返回整个记录的长度($0 记录变量)。 |
| substr( String, M, [ N ] ) | 返回具有 N 参数指定的字符数量子串。子串从 String 参数指定的字符串取得,其字符以 M 参数指定的位置开始。M 参数指定为将 String 参数中的第一个字符作为编号 1。如果未指定 N 参数,则子串的长度将是 M 参数指定的位置到 String 参数的末尾 的长度。 |
| match( String, Ere ) | 在 String 参数指定的字符串(Ere 参数指定的扩展正则表达式出现在其中)中返回位置(字符形式),从 1 开始编号,或如果 Ere 参数不出现,则返回 0(零)。RSTART 特殊变量设置为返回值。RLENGTH 特殊变量设置为匹配的字符串的长度,或如果未找到任何匹配,则设置为 -1(负一)。 |
| split( String, A, [Ere] ) | 将 String 参数指定的参数分割为数组元素 A[1], A[2], . . ., A[n],并返回 n 变量的值。此分隔可以通过 Ere 参数指定的扩展正则表达式进行,或用当前字段分隔符(FS 特殊变量)来进行(如果没有给出 Ere 参数)。除非上下文指明特定的元素还应具有一个数字值,否则 A 数组中的元素用字符串值来创建。 |
| tolower( String ) | 返回 String 参数指定的字符串,字符串中每个大写字符将更改为小写。大写和小写的映射由当前语言环境的 LC_CTYPE 范畴定义。 |
| toupper( String ) | 返回 String 参数指定的字符串,字符串中每个小写字符将更改为大写。大写和小写的映射由当前语言环境的 LC_CTYPE 范畴定义。 |
| sprintf(Format, Expr, Expr, . . . ) | 根据 Format 参数指定的 printf 子例程格式字符串来格式化 Expr 参数指定的表达式并返回最后生成的字符串。 |
| 格式 | 描述 |
|---|---|
| %d | 十进制有符号整数 |
| %u | 十进制无符号整数 |
| %f | 浮点数 |
| %s | 字符串 |
| %c | 单个字符 |
| %p | 指针的值 |
| %e | 指数形式的浮点数 |
| %x | %X 无符号以十六进制表示的整数 |
| %o | 无符号以八进制表示的整数 |
| %g | 自动选择合适的表示法 |
| 格式 | 描述 |
|---|---|
| close( Expression ) | 用同一个带字符串值的 Expression 参数来关闭由 print 或 printf 语句打开的或调用 getline 函数打开的文件或管道。如果文件或管道成功关闭,则返回 0;其它情况下返回非零值。如果打算写一个文件,并稍后在同一个程序中读取文件,则 close 语句是必需的。 |
| system(command ) | 执行 Command 参数指定的命令,并返回退出状态。等同于 system 子例程。 |
| Expression | getline [ Variable ] | 从来自 Expression 参数指定的命令的输出中通过管道传送的流中读取一个输入记录,并将该记录的值指定给 Variable 参数指定的变量。如果当前未打开将 Expression 参数的值作为其命令名称的流,则创建流。创建的流等同于调用 popen 子例程,此时 Command 参数取 Expression 参数的值且 Mode 参数设置为一个是 r 的值。只要流保留打开且 Expression 参数求得同一个字符串,则对 getline 函数的每次后续调用读取另一个记录。如果未指定 Variable 参数,则 $0 记录变量和 NF 特殊变量设置为从流读取的记录。 |
| getline [ Variable ] < Expression | 从 Expression 参数指定的文件读取输入的下一个记录,并将 Variable 参数指定的变量设置为该记录的值。只要流保留打开且 Expression 参数对同一个字符串求值,则对 getline 函数的每次后续调用读取另一个记录。如果未指定 Variable 参数,则 $0 记录变量和 NF 特殊变量设置为从流读取的记录。 |
| getline [ Variable ] | 将 Variable 参数指定的变量设置为从当前输入文件读取的下一个输入记录。如果未指定 Variable 参数,则 $0 记录变量设置为该记录的值,还将设置 NF、NR 和 FNR 特殊变量。 |
| 格式 | 描述 |
|---|---|
| 函数名 | 说明 |
| mktime( YYYY MM dd HH MM ss[ DST]) | 生成时间格式 |
| strftime([format [, timestamp]]) | 格式化时间输出,将时间戳转为时间字符串 具体格式,见下表. |
| systime() | 得到时间戳,返回从1970年1月1日开始到当前时间(不计闰年)的整秒数 |
| 格式 | 描述 |
|---|---|
| %a | 星期几的缩写(Sun) |
| %A | 星期几的完整写法(Sunday) |
| %b | 月名的缩写(Oct) |
| %B | 月名的完整写法(October) |
| %c | 本地日期和时间 |
| %d | 十进制日期 |
| %D | 日期 08/20/99 |
| %e | 日期,如果只有一位会补上一个空格 |
| %H | 用十进制表示24小时格式的小时 |
| %I | 用十进制表示12小时格式的小时 |
| %j | 从1月1日起一年中的第几天 |
| %m | 十进制表示的月份 |
| %M | 十进制表示的分钟 |
| %p | 12小时表示法(AM/PM) |
| %S | 十进制表示的秒 |
| %U | 十进制表示的一年中的第几个星期(星期天作为一个星期的开始) |
| %w | 十进制表示的星期几(星期天是0) |
| %W | 十进制表示的一年中的第几个星期(星期一作为一个星期的开始) |
| %x | 重新设置本地日期(08/20/99) |
| %X | 重新设置本地时间(12:00:00) |
| %y | 两位数字表示的年(99) |
| %Y | 当前月份 |
| %Z | 时区(PDT) |
| %% | 百分号(%) |