“文本三剑客”中，grep是文本过滤器，而sed是基于行的文本流编辑器。
sed是将文件中的文本逐行读取到内存中进行处理。

1. sed工作原理
2. sed命令
   2.1 OPTION
   2.2 SCRIPT
3. sed使用示例

1 sed工作原理

sed有两个工作空间，Pattern space（模式空间）和Hold space（保持空间）。

Pattern space 模式空间

sed会把文件内容的每一行复制一份出来放到自己的Pattern space中，在其中处理以后，处理的结果送到stdout（标准输出）：

1. 默认情况sed会处理每一行，但我们可以让sed处理只被模式（如正则表达式）匹配到的文本。
2. Pattern space中被用户给出的模式匹配到的内容，则edit（编辑）后再送到stdout。
3. 如果不能匹配，则不做任何编辑操作，直接输出到stdout。

Hold space 保持空间

Hold space用于在使用高级编辑功能时，实现与Pattern space空间中的内容进行追加、覆盖、互换等操作。后边高级编辑示例中会详细解释。

2 sed命令

sed - stream editor for filtering and transforming text
sed [OPTION]… ‘SCRIPT’ [input-file]…
sed命令需要将命令选项OPTION和处理脚本SCRIPT结合使用，来对文本进行特定的处理动作。

2.1 OPTION

• -n：不输出模式空间的内容至屏幕stdout
  [默认情况下，会将不被pattern匹配到的内容直接输出到stdout，-n则不输出这部分内容]
• -e script，–expression=script：多点编辑；
  默认只支持一个script（被pattern匹配到的内容将被执行的编辑命令），加-e可以指定多个script。
  如：sed -e ‘s@^#[[:space:]]*@@’ -e ‘/^UUID/d’ /etc/fstab
• -f /PATH/TO/SED_SCRIPT_FILE
  SED_SCRIPT_FILE中，每行都有一个script，从文件中逐行读取script，省去-e的繁琐
• -r,–regexp-extended：支持扩展正则表达式
• -i[SUFFIX],–in-place[=SUFFIX]：直接编辑原文件（有风险，用之前先做备份）（sed默认不直接编辑原文件）。

2.2 SCRIPT

SCRIPT由"地址定界"和"编辑命令"两部分组成，和vi编辑器的末行模式命令相似。两部分中间无空格。

地址定界的语法格式

1. 地址定界为空，表示全文；
2. 单地址：
   N：指定一个行号，表示第N行；
     /PATTERN/：给出一个模式，表示被模式匹配到的每一行。
3. 地址范围：
   M,N：表示从第M行到第N行；
     M,+N：表示从第M行开始，到往后N行之间的所有行（包含第M行）；
     M,/PATTERN/：表示从第M行到被PATTERN匹配到的第一行之间的所有行
     /PATTERN1/,/PATTERN2/：表示从被PATTERN1匹配到的第一行，到被PATTERN2匹配到的第一行之间的所有行。
4. 用“~”表示步进：
   如：1\~2表示所有奇数行，2\~2表示所有偶数行。  

编辑命令

1. d：delete pattern space，删除模式匹配到的内容（模式空间中的内容）
   d是一个特殊的操作
2. p：print the current pattern space：打印模式匹配到的内容（模式空间中的内容）
   p也是一个特殊的操作，会将pattern匹配到的内容显示两遍，如果不加选项，显示结果为，模式空间中的全部内容+被pattern匹配到的内容；
   如果只想显示被pattern匹配的内容，配合使用-n选项，将不显示默认输出的模式空间全部内容。
3. a \text：append，在模式匹配到的行后面追加文本“text”，支持使用\n（换行符号）实现多行追加（注意文本前用\转义）
4. i：insert，在模式匹配到的行前面插入文本“text”，支持使用\n（换行符号）实现多行插入（注意文本前用\转义）
   比如，在fstab文件中所有以UUID开头的行前面加入注释：
   sed ‘/^UUID/i # Add device based on UUID.’ fstab
5. c \text：把匹配到的行替换为"text"（注意是整行替换！！）；
6. w /PATH/TO/SOMEFILE：保存模式匹配到的行至指定的文件中；
   例如：将fstab中所有以非#开头的行保存到当前目录下的fstab.new文件中：
   sed ‘/^[#]/w fstab.new’ fstab
7. r /PATH/FROM/SOMEFILE：读取指定文件的内容至当前文件被模式匹配到的行后面；
   例如：将/etc/issue文件中的内容显示到fstab文件第3行的后面：
   sed ‘3r /etc/issue’ fstab
8. =：为模式匹配到的行打印行号（在行的前面另起一个新行来打印行号）；
   例如：将fstab中所有以UUID开头的行都打印行号：
   sed ‘/^UUID/=’ fstab
9. !：条件取反（!放在地址定界和编辑命令之间）
   地址定界!编辑命令
   例如：前边有个例子，“将fstab中所有以非#开头的行保存到当前目录下的fstab.new文件中”
   我们使用 “sed ‘/^[#]/w fstab.new’ fstab”；
   在这里可以这样“ sed ‘/^#/!w fstab.new’ fstab”，它表示所有#号开头的行都不写入fstab.new文件，即非#开头的行就写入。
10. s///：查找替换，其分隔符可自行指定，常用的有s@@@，s###等；
    替换标记：
    g：全局替换
    w /PATH/TO/SOMEFILE：将替换成功的结果保存至指定文件中；
    p：显示替换成功的行；

高级编辑命令

高级编辑命令用于Pattern space和Hold space中内容的追加、覆盖和互换，有以下几个：

1. Pttern space --> Hold space
   h：把模式空间中的内容覆盖至 > 保持空间（hold space）中；
   H：把模式空间中的内容追加至 >> 保持空间（hold space）中；
2. Hold space --> Pattern space
   g：把保持空间中的内容覆盖至 > 模式空间中；
   G：把保持空间中的内容追加至 >> 模式空间中；
3. 模式匹配的下一行 --> Pattern space
   n：覆盖读取匹配到的行的下一行至 > 模式空间中
   N：追加读取匹配到的行的下一行至 >> 模式空间中
4. Pattern space <–> Hold space
   x：把模式空间中的内容与保持空间中的内容互换；
5. 删除Pattern sapce中的行
   d：删除模式空间中的行
   D：删除多行模式空间中的所有行（多行模式空间比如，N命令追加到模式空间中行）

3 sed使用示例

普通编辑命令示例

sed是否用得好，主要是看SCRIPT的编写能力。

1. 删除/etc/grub2.cfg文件中所有以空白字符开头的行的行首的所有空白字符：
   sed 's@^[[:space:]]\+@@' /etc/grub2.cfg
2. 删除/etc/fstab文件中所有以#开头的行的行首的#号及#后边的所有空白字符：
   sed 's@^#[[:space:]]*@@' /etc/fstab
3. 输出一个绝对路径给sed命令，要求取出其目录名，类似dirname命令执行结果：
   echo "/var/log/messages" | sed 's@[^/]\+/\?$@@'
   或使用-r选项支持扩展正则表达式：
   echo "/var/log/messages" | sed -r 's@[^/]+/?$@@'

高级编辑命令示例与命令解析

要使用sed的高级编辑命令，需要对sed的工作流程非常熟悉。

• sed -n 'n;p' FILE
  显示偶数行（；分号用来分隔多个命令）
  命令解析：
  因为是n;p，没有地址定界，表示逐行读取所有内容。
  1、首先读取第1行到pattern space，遇到第一个命令是n，覆盖读取下一行（也就是第2行）到pattern space，所以现在pattern space中的内容变为第2行（第1行被覆盖掉）；
  2、然后是p命令，将pattern space中的第2行显示出来；
  3、接着读取第3行到pattern space，同上，显示第4行；
  4、以此类推，显示所有偶数行。

注意：如果没有-n选项，则将显示全部内容，并且偶数行显示两遍。

• sed '1!G;h;$!d' FILE
  逆序显示文件内容，相当于tac
  命令解析：
  1、读取第1行到pattern space，先碰到“1!G”命令，表示第1行不做G操作；
  2、然后碰到下一个命令“h”，表示将pattern space中的内容覆盖至hold space，就是将第1行内容复制到了hold space中；
  3、接下来碰到“ ! d ” 命 令 ， 表 示 将 p a t t e r n s p a c e 中 不 是 最 后 一 行 的 内 容 全 部 删 除 ， p a t t e r n s p a c e 中 当 前 还 有 第 1 行 的 内 容 ， 则 将 其 删 除 。 第 1 行 的 读 取 到 此 结 束 。 4 、 接 着 读 取 第 2 行 ， “ 1 ! G ” 命 令 将 h o l d s p a c e 中 的 内 容 （ 第 1 行 的 内 容 ） 覆 盖 至 p a t t e r n s p a c e ， 所 以 目 前 p a t t e r n s p a c e 中 的 内 容 变 为 “ 第 2 行 + 第 1 行 ” ； 5 、 然 后 碰 到 “ h ” 命 令 ， 将 p a t t e r n s p a c e 中 的 内 容 （ 第 2 行 + 第 1 行 ） 复 制 到 h o l d s p a c e 中 （ h o l d s p a c e 中 原 来 的 第 1 行 内 容 被 覆 盖 掉 ） ， 所 以 现 在 h o l d s p a c e 中 的 内 容 为 “ 第 2 行 + 第 1 行 ” ； 6 、 下 一 个 命 令 “ !d”命令，表示将pattern space中不是最后一行的内容全部删除，pattern space中当前还有第1行的内容，则将其删除。第1行的读取到此结束。 4、接着读取第2行，“1!G”命令将hold space中的内容（第1行的内容）覆盖至pattern space，所以目前pattern space中的内容变为“第2行+第1行”； 5、然后碰到“h”命令，将pattern space中的内容（第2行+第1行）复制到hold space中（hold space中原来的第1行内容被覆盖掉），所以现在hold space中的内容为“第2行+第1行”； 6、下一个命令“ !d”命令，表示将patternspace中不是最后一行的内容全部删除，patternspace中当前还有第1行的内容，则将其删除。第1行的读取到此结束。4、接着读取第2行，“1!G”命令将holdspace中的内容（第1行的内容）覆盖至patternspace，所以目前patternspace中的内容变为“第2行+第1行”；5、然后碰到“h”命令，将patternspace中的内容（第2行+第1行）复制到holdspace中（holdspace中原来的第1行内容被覆盖掉），所以现在holdspace中的内容为“第2行+第1行”；6、下一个命令“!d”，同上，将pattern space中的“第2行+第1行”内容删除。
  第2行的读取到此结束。
  7、以此类推，知道读取第n-1行结束时，hold space的内容为“第n-1行+第n-2行…第2行+第1行”，pattern space为空；
  8、最后读取第n行，“1!G”命令将hold space内容追加到pattern space，则pattern space内容变为“第n行…第1行”；
  9、“h”命令将pattern space的内容覆盖复制到hold space，则现在hold space的内容为“第n行…第1行”；
  10、最后碰到“$!d”命令，因为是最后一行，则不删除pattern space的内容，所以pattern space中的内容还是“第n行…第1行”。
  11、读取完全部内容后，默认输出pattern space中的全部内容，即“第n行…第1行”，将原内容逆序显示！

• sed '$!d' FILE
  取出最后一行，相当于tail -1
  命令解析：
  1、读取第1行到pattern space，pattern中的命令为“$!d”（不是最后一行，则删除），所以把第1行从pattern space中删了
  2、依次类推，一直删到倒数第2行；
  3、到最后一行，不删了，保留在pattern space中，然后输出到stdout。

• 其他几个高级编辑命令示例
  sed '$!N;$!D' FILE：显示最后两行，相当于tail -2
  sed '/^$/d;G' FILE：删除原有所有空白行，再为所有非空白行后添加一个空白行
  sed 'n;d' FILE：显示奇数行；
  sed 'G' FILE：在原有的每行后方添加一个空白行；