Shell编程三剑客之Awk，和sort、uniq、tr三种工具的运用

一：AWK工具

• 在 Linux/UNIX 系统中，awk 是一个功能强大的编辑工具，逐行读取输入文本，并根据指定的匹配模式进行查找，对符合条件的内容进行格式化输出或者过滤处理，可以在无交互的情况下实现相当复杂的文本操作，被广泛应用于 Shell 脚本，完成各种自动化配置任务

1.1：awk常见用法

• 通常情况下 awk 所使用的命令格式如下所示，其中，单引号加上大括号“{}”用于设置对数据进行的处理动作。awk 可以直接处理目标文件，也可以通过“-f”读取脚本对目标文件进行处理。

awk 选项  '模式或条件  {编辑指令}'  文件 1 文件 2......	  过滤并输出文件符条件的内容
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

• sed 命令常用于一整行的处理,而 awk 比较倾向于将一行分成多个“字段”然后再进行处理，且默认情况下字段的分隔符为空格或者 tab 键,awk 执行结果可以通过 print 的功能将字段数据打印显示

• 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”；还可以进行简单的数学运算，如+、-、*、/、%、^分别 表示加、减、乘、除、取余和乘方

• 在 Linux 系统中/etc/passwd 是一个非常典型的格式化文件，各字段间使用“：”作为分隔符隔开，Linux 系统中的大部分日志文件也是格式化文件，从这些文件中提取相关信息是运维的日常工作内容之一。若需要查找出/etc/passwd 的用户名、用户 ID、组 ID 等列，执行以下 awk 命令即可。

  [root@localhost ~]# awk -F ':' '{print $1,$3,$4}' /etc/passwd     		查看/etc/passwd的用户名（$1），用户ID($3)，组ID等列($4)
  $1,$3,$4之间用逗号隔开，输出的内容会有空格间隔
  若$1 $3 $4之间不用逗号隔开，则输出的内容不会有空格间隔，会连在一起

• awk 从输入文件或者标准输入中读入信息，与 sed 一样，信息的读入也是逐行读取的。

  不同的是 awk 将文本文件中的一行视为一个记录，而将一行中的某一部分（列）作为记录中的一个字段（域）

  为了操作这些不同的字段，awk 借用 shell 中类似于位置变量的方法， 用$1、$2、$3„顺序地表示行（记录）中的不同字段。另外 awk 用$0 表示整个行（记录）

• 不同的字段之间是通过指定的字符分隔

  awk 默认的分隔符是空格
  awk 允许在命令行中用“-F 分隔符”的形式来指定分隔符

1.2:awk 包含的几个特殊的内建变量（可直接用）

变量	解释
FS	指定每行文本的字段分隔符，默认为空格或制表位（tab）
NF	当前处理的行的字段个数
NR	当前处理的行的行号（序数）
$0	当前处理的行的整行内容
$n	当前处理行的第 n 个字段（第 n 列）
FILENAME	被处理的文件名
RS	数据记录分隔，默认为\n，即每行为一条记录（\n表示回车）

1.3：awk用法示例

1.3.1：按行输出文本

awk '{print}' httpd.conf 		输出所有内容，等同于cat httpd.conf
...省略内容
awk '{print $0}' httpd.conf 		输出所有内容，等同于cat httpd.conf
...省略内容
awk 'NR==1,NR==3{print}' httpd.conf 		输出第1~3行内容
...省略内容
awk '(NR>=1)&&(NR<=3){print}' httpd.conf 		输出第1~3行内容
...省略内容
awk 'NR==1||NR==3{print}' httpd.conf 		输出1行，第3行内容
...省略内容
awk '(NR%2)==1{print}' httpd.conf 		输出所有奇数行内容
...省略内容
awk '(NR%2)==0{print}' httpd.conf 		输出所有偶数行内容
...省略内容
awk '/^root/{print}' /etc/passwd 		输出以root开头的行
...省略内容
awk '/nologin$/{print}' /etc/passwd	     输出以 nologin 结尾的行
...省略内容
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 
...省略内容
awk 'BEGIN{RS=""};END{print NR}' /etc/squid/squid.conf  	    统计以空行分隔的文本段落数
...省略内容

1.3.2：按字段输出文本

awk '{print $3}' httpd.conf		输出每行中(以空格或制表位分隔)的第 3 个字段
...省略内容
awk '{print $1,$3}' httpd.conf		输出每行中的第 1、3 个字段
...省略内容
awk -F ":" '$2==""{print}' /etc/shadow 		输出密码为空的用户的shadow 记录
...省略内容
awk 'BEGIN {FS=":"}; $2==""{print}' /etc/shadow			输出密码为空的用户的shadow 记录
...省略内容
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
...省略内容
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
...省略内容
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
...省略内容

1.3.3：通过管道、双引号调用 Shell 命令

• 操作命令放在{}中

• 管道符号前面的命令输出的内容交给管道符号后面的命令处理

• 结合正则表达式，正则表达式同样要被/包围

• 调用的shell命令需要用""引起来

• {}中多个命令之间也能过；分隔

  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 
  ...省略内容
  awk 'BEGIN {while ("w" | getline) n++ ; {print n-2}}'  		调用w 命令,并用来统计在线用户数
  ...省略内容
  awk 'BEGIN { "hostname" | getline ; print $0}'  		调用hostname,并输出当前的主机名
  ...省略内容

二：Awk命令总结

• sed操作指令置于’'中，awk比sed多一个{}

sed[选项] '操作' 参数
awk 选项 '模式或条件 {编辑指令}' 文件 1 文件 2

• w，who，whoami，who am i

w 显示已经登录的用户及正在进行的操作
who 显示已经登录的用户名、终端名称、登录时间及登录IP
whoami 显示当前用户的用户名
who am i 显示登录系统的时候的用户名，即使已经切换到其他用户也显示登录时的用户

• 一般输出关于段，列的信息使用awk，其他的使用sed或grep更加方便

• awk输出的奇偶行都使用绝对路径

  sed输出的奇偶行都使用相对路径

• 使用awk调用shell命令，统计数量时，n是个变量，可自定义

  若没有定义n的初始值，则n=0

• awk判断条件中双引号之间的内容，如果有特殊符号不需要使用转义符

• FS在{}中间使用，F在{}外面使用

三：sort工具、uniq工具和tr工具

3.1：sort工具

• 在 Linux 系统中，常用的文件排序工具有三种：sort、uniq、wc
• sort 是一个以行为单位对文件内容进行排序的工具，也可以根据不同的数据类型来排序
• sort 命令的语法

sort [选项] 参数

3.1.1：sort命令常用选项

选项	解释
-f	忽略大小写
-b	忽略每行前面的空格
-M	按照月份进行排序
-n	按照数字进行排序
-r	反向排序
-u	等同于 uniq，表示相同的数据仅显示一行
-t	指定分隔符，默认使用[Tab]键分隔
-o<输出文件>：	将排序后的结果转存至指定文件
-k	指定排序区域

3.1.2：sort命令示例

- 将/etc/passwd 文件中的账号进行排序，根据行首字母顺序排序
  [root@localhost ~]# sort /etc/passwd
  ...省略内容
- 将/etc/passwd 文件中第三列进行反向排序，根据第三列第一个字符的顺序排序
  [root@localhost ~]# sort -t ':' -rk 3 /etc/passwd 
  ...省略内容
- 将/etc/passwd 文件中第三列进行排序，并将输出内容保存至user.txt 文件中
  [root@localhost ~]# sort -t ':' -k 3 /etc/passwd -o user.txt 
  [root@localhost ~]# cat user.txt
  ...省略内容

3.2：uniq工具

• 在 Linux 系统中，常用的文件排序工具有三种：sort、uniq、wc
• Uniq 工具在 Linux 系统中通常与 sort 命令结合使用，用于报告或者忽略文件中的重复行
• 具体的命令语法格式为

uniq [选项] 参数

3.2.1：uniq命令常用选项

选项	解释
-c	进行计数
-d	仅显示重复行
-u	仅显示出现一次的行

3.2.2：uniq命令示例

- 删除 testfile 文件中的重复行
  [root@localhost ~]# cat testfile	'testfile文件内容自行定义'
  ...省略内容
  [root@localhost ~]# uniq testfile 
  ...省略内容

- 删除 testfile 文件中的重复行，并在行首显示该行重复出现的次数
  [root@localhost ~]# uniq -c testfile 
  ...省略内容

- 查找 testfile 文件中的重复行
  [root@localhost ~]# uniq -d testfile 
  ...省略内容

3.3：tr工具

• tr 命令常用来对来自标准输入的字符进行替换、压缩和删除。

• 可以将一组字符替换之后变成另一组字符，经常用来编写优美的单行命令，作用很强大。

• tr 具体的命令语法格式为

tr [选项] [参数]

3.3.1：tr命令常用选项

选项	解释
-c	取代所有不属于第一字符集的字符
-d	删除所有属于第一字符集的字符
-s	把连续重复的字符以单独一个字符表示
-t	先删除第一字符集较第二字符集多出的字符

3.3.2：tr命令示例

- 将输入字符由大写转换为小写
[root@localhost ~]# echo "KGC" |tr 'A-Z''a-z' 
- 压缩输入中重复的字符
[root@localhost ~]# echo "thissss is a text linnnnnne." | tr -s 'sn'
this is a text line.
- 删除字符串中某些字符
[root@localhost ~]# echo 'hello world' | tr -d 'od'
hell wrl