awk 学习笔记

awk的语法有两种形式

  • awk [options] 'script' var=value file(s)

  • awk [options] -f scriptfile var=value file(s)

选项(options)

  • -F fs or --field-separator fs

默认域分割符是tab或者空格,用-F选项可以指定需要的分割符,fs是一个字符串或者是一个正则表达式,如-F:,用冒号分割; -F[;,],用逗号或者分号分割。

  • -f scripfile or --file scriptfile

从脚本文件中读取awk命令,长的脚本或者以后经常重用的脚本可以写在文件里。

变量(variables)

  • 在awk中,变量不需要定义就可以直接使用,变量类型可以是数字或字符串。

  • 赋值格式:Variable = expression,如$ awk '$1 ~/test/{count = $2 + $3; print count}' test,上式的作用是,awk先扫描第一个域,一旦test匹配,就把第二个域的值加上第三个域的值,并把结果赋值给变量count,最后打印出来。

  • awk可以在命令行中给变量赋值,然后将这个变量传输给awk脚本。如$ awk -F: -f awkscript month=4 year=2004 test,上式的month和year都是自定义变量,分别被赋值为4和2004。在awk脚本中,这些变量使用起来就象是在脚本中建立的一样。注意,如果参数前面出现test,那么在BEGIN语句中的变量就不能被使用。

  • 域变量也可被赋值和修改,如$ awk '{$2 = 100 + $1; print }' test,上式表示,如果第二个域不存在,awk将计算表达式100加$1的值,并将其赋值给$2,如果第二个域存在,则用表达式的值覆盖$2原来的值。再例如:$ awk '$1 == "root"{$1 ="test";print}' test,如果第一个域的值是“root”,则把它赋值为“test”,注意,字符串一定要用双引号。

  • 内建变量的使用。变量列表在前面已列出,现在举个例子说明一下。$ awk -F: '{IGNORECASE=1; $1 == "MARY"{print NR,$1,$2,$NF}'test,把IGNORECASE设为1代表忽略大小写,打印第一个域是mary的记录数、第一个域、第二个域和最后一个域。

脚本:模式和操作

awk脚本是由模式和操作组成的:pattern {action} 如$ awk '/root/' test,或$ awk '$3 < 100' test。

两者是可选的,如果没有模式,则action应用到全部记录,如果没有action,则输出匹配全部记录。默认情况下,每一个输入行都是一条记录,但用户可通过RS变量指定不同的分隔符进行分隔。

1. 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:可以用下面运算符表中的关系运算符进行操作,可以是字符串或数字的比较,如$2>%1选择第二个字段比第一个字段长的行。

  • 模式匹配表达式:用运算符~(匹配)和~!(不匹配)。如$ awk '$1 ~/^root/' test将显示test文件第一列中以root开头的行。

  • 模式,模式:指定一个行的范围。该语法不能包括BEGIN和END模式。如$ awk '/root/,/mysql/' test将显示root第一次出现到mysql第一次出现之间的所有行。

  • BEGIN:让用户指定在第一条输入记录被处理之前所发生的动作,通常可在这里设置全局变量,自定义变量以及打印标题等。

  • END:不匹配任何的输入文件,但是执行动作块中的所有动作,如$ awk 'END{print "The number of records is" NR}' test,上式将打印所有被处理的记录数。

2. 操作

操作由一人或多个命令、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。主要有四部份:

  • 变量或数组赋值

  • 输出命令

  • 内置函数

  • 控制流命令

2.1 流控制

awk中的条件语句是从C语言中借鉴过来的,可控制程序的流程。

2.1.1 if语句

 
格式:
{if (expression){
statement; statement; ...
}
}

$ awk '{if ($1 <$2) print $2 "too high"}' test。如果第一个域小于第二个域则打印。

$ awk '{if ($1 < $2) {count++; print "ok"}}' test.如果第一个域小于第二个域,则count加一,并打印ok。

2.1.2 if/else语句,用于双重判断(可嵌套成多重判断)

 
格式:
{if (expression){
statement; statement; ...
}
else{
statement; statement; ...
}
}

2.1.3 循环

  • awk有三种循环:while循环;for循环;special for循环。

  • $ awk '{ i = 1; while ( i <= NF ) { print NF,$i; i++}}' test。变量的初始值为1,若i小于可等于NF(记录中域的个数),则执行打印语句,且i增加1。直到i的值大于NF.

  • $ awk '{for (i = 1; i<NF; i++) print NF,$i}' test。作用同上。

  • breadkcontinue语句。break用于在满足条件的情况下跳出循环;continue用于在满足条件的情况下忽略后面的语句,直接返回循环的顶端。如:

    {for ( x=3; x<=NF; x++)
    if ($x<0){print "Bottomed out!"; break}}
    {for ( x=3; x<=NF; x++)
    if ($x==0){print "Get next item"; continue}}
  • next语句从输入文件中读取一行,然后从头开始执行awk脚本(类似continue)。如:

    {if ($1 ~/test/){next}
    else {print}
    }
  • exit语句用于结束awk程序,但不会略过END块。退出状态为0代表成功,非零值表示出错。

2.2 特殊变量——数组

awk中的数组的下标可以是数字和字母,称为关联数组,类似java 中的hashmap。

2.2.1 下标与关联数组

  • 用变量作为数组下标。如:$ awk {name[x++]=$2};END{for(i=0;i<NR;i++) print i,name[i]}' test。数组name中的下标是一个自定义变量x,awk初始化x的值为0,在每次使用后增加1。第二个域的值被赋给name数组的各个元素。在END模块中,for循环被用于循环整个数组,从下标为0的元素开始,打印那些存储在数组中的值。因为下标是关健字,所以它不一定从0开始,可以从任何值开始。

  • special for循环用于读取关联数组中的元素。格式如下:

    {for (item in arrayname){
    print arrayname[item]
    }
    }

    $ awk '/^tom/{name[NR]=$1}; END{for(i in name){print name[i]}}' test。打印有值的数组元素。打印的顺序是随机的。

  • 用字符串作为下标。如:count["test"]

  • 用域值作为数组的下标。一种新的for循环方式,for (index_value in array) statement。如:$ awk '{count[$1]++} END{for(name in count) print name,count[name]}' test。该语句将打印$1中字符串出现的次数。它首先以第一个域作数组count的下标,第一个域变化,索引就变化。

  • delete函数用于删除数组元素。如:$ awk '{line[x++]=$1} END{for(x in line) delete line[x]}' test。分配给数组line的是第一个域的值,所有记录处理完成后,special for循环将删除每一个元素。

2.3 awk的内建函数

2.3.1 字符串函数

  • sub函数匹配记录中最大、最靠左边的子字符串的正则表达式,并用替换字符串替换这些字符串。如果没有指定目标字符串就默认使用整个记录。替换只发生在第一次匹配的时候。格式如下:

                sub (regular expression, substitution string):
    sub (regular expression, substitution string, target string)

    实例:

                $ awk '{ sub(/test/, "mytest"); print }' testfile
    $ awk '{ sub(/test/, "mytest", $1); print }' testfile

    第一个例子在整个记录中匹配,替换只发生在第一次匹配发生的时候。如要在整个文件中进行匹配需要用到gsub

    第二个例子在整个记录的第一个域中进行匹配,替换只发生在第一次匹配发生的时候。

  • gsub函数作用如sub,但它在整个文档中进行匹配。格式如下:

                gsub (regular expression, substitution string)
    gsub (regular expression, substitution string, target string)

    实例:

                $ awk '{ gsub(/test/, "mytest"); print }' testfile
    $ awk '{ gsub(/test/, "mytest",$1 ); print }' testfile

    第一个例子在整个文档中匹配test,匹配的都被替换成mytest。

    第二个例子在整个文档的第一个域中匹配,所有匹配的都被替换成mytest。

  • index函数返回子字符串第一次被匹配的位置,偏移量从位置1开始。格式如下:

              index(string, substring)
    

    实例:

                $ awk '{ print index("mytest", "test") }' testfile
    

    实例返回test在mytest的位置,结果应该是3。

  • length函数返回记录的字符数。格式如下:

                length( string )
    length

    实例:

                $ awk '{ print length( "test" ) }'
    $ awk '{ print length }' testfile

    第一个实例返回test字符串的长度。

    第二个实例返回testfile文件中第条记录的字符数。

  • substr函数返回从位置1开始的子字符串,如果指定长度超过实际长度,就返回整个字符串。格式如下:

                substr( string, starting position )
    substr( string, starting position, length of string )

    实例:

                $ awk '{ print substr( "hello world", 7,11 ) }'
    

    上例截取了world子字符串。

  • match函数返回在字符串中正则表达式位置的索引,如果找不到指定的正则表达式则返回0。match函数会设置内建变量RSTART为字符串中子字符串的开始位置,RLENGTH为到子字符串末尾的字符个数。substr可利于这些变量来截取字符串。函数格式如下:

                match( string, regular expression )
    

    实例:

                $ awk '{start=match("this is a test",/[a-z]+$/); print start}'
    $ awk '{start=match("this is a test",/[a-z]+$/); print start, RSTART, RLENGTH }'

    第一个实例打印以连续小写字符结尾的开始位置,这里是11。

    第二个实例还打印RSTART和RLENGTH变量,这里是11(start),11(RSTART),4(RLENGTH)。

  • toupper和tolower函数可用于字符串大小间的转换,该功能只在gawk中有效。格式如下:

                toupper( string )
    tolower( string )

    实例:

                $ awk '{ print toupper("test"), tolower("TEST") }'
    
  • split函数可按给定的分隔符把字符串分割为一个数组。如果分隔符没提供,则按当前FS值进行分割。格式如下:

                split( string, array, field separator )
    split( string, array )

    实例:

                $ awk '{ split( "20:18:00", time, ":" ); print time[2] }'
    

    上例把时间按冒号分割到time数组内,并显示第二个数组元素18。

2.3.2 内建数学函数

 
函数名称 返回值
atan2(x,y) y,x范围内的余切
cos(x) 余弦函数
exp(x) 求幂
   
log(x) 自然对数
   
sin(x) 正弦
sqrt(x) 平方根
srand(x) x是rand()函数的种子
int(x) 取整,过程没有舍入
rand() 产生一个大于等于0而小于1的随机数

2.3.3 自定义函数

 

在awk中还可自定义函数,放在模式和动作之前,格式如下:

        function name ( parameter, parameter, parameter, ... ) {
statements
return expression # the return statement and expression are optional
}

实例

  • $ awk '/^(no|so)/' test-----打印所有以模式no或so开头的行。

  • $ awk '/^[ns]/{print $1}' test-----如果记录以n或s开头,就打印这个记录。

  • $ awk '$1 ~/[0-9][0-9]$/(print $1}' test-----如果第一个域以两个数字结束就打印这个记录。

  • $ awk '$1 == 100 || $2 < 50' test-----如果第一个或等于100或者第二个域小于50,则打印该行。

  • $ awk '$1 != 10' test-----如果第一个域不等于10就打印该行。

  • $ awk '/test/{print $1 + 10}' test-----如果记录包含正则表达式test,则第一个域加10并打印出来。

  • $ awk '{print ($1 > 5 ? "ok "$1: "error"$1)}' test-----如果第一个域大于5则打印问号后面的表达式值,否则打印冒号后面的表达式值。

  • $ awk '/^root/,/^mysql/' test----打印以正则表达式root开头的记录到以正则表达式mysql开头的记录范围内的所有记录。如果找到一个新的正则表达式root开头的记录,则继续打印直到下一个以正则表达式mysql开头的记录为止,或到文件末尾。

 
其他

1. awk的环境变量

 

Table 1. awk的环境变量

变量 描述
$n 当前记录的第n个字段,字段间由FS分隔。
$0 完整的输入记录。
ARGC 命令行参数的数目。
ARGIND 命令行中当前文件的位置(从0开始算)。
ARGV 包含命令行参数的数组。
CONVFMT 数字转换格式(默认值为%.6g)
ENVIRON 环境变量关联数组。
ERRNO 最后一个系统错误的描述。
FIELDWIDTHS 字段宽度列表(用空格键分隔)。
FILENAME 当前文件名。
FNR 同NR,但相对于当前文件。
FS 字段分隔符(默认是任何空格)。
IGNORECASE 如果为真,则进行忽略大小写的匹配。
NF 当前记录中的字段数。
NR 当前记录数。
OFMT 数字的输出格式(默认值是%.6g)。
OFS 输出字段分隔符(默认值是一个空格)。
ORS 输出记录分隔符(默认值是一个换行符)。
RLENGTH 由match函数所匹配的字符串的长度。
RS 记录分隔符(默认是一个换行符)。
RSTART 由match函数所匹配的字符串的第一个位置。
SUBSEP 数组下标分隔符(默认值是\034)。

2. awk运算符

 

Table 2. 运算符

运算符 描述
= += -= *= /= %= ^= **= 赋值
?: C条件表达式
|| 逻辑或
&& 逻辑与
~ ~! 匹配正则表达式和不匹配正则表达式
< <= > >= != == 关系运算符
空格 连接
+ - 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
$ 字段引用
in 数组成员

3. gawk专用正则表达式元字符

 

一般通用的元字符集就不讲了,可参考我的SedGrep学习笔记。以下几个是gawk专用的,不适合unix版本的awk。

\Y

匹配一个单词开头或者末尾的空字符串。

\B

匹配单词内的空字符串。

\<

匹配一个单词的开头的空字符串,锚定开始。

\>

匹配一个单词的末尾的空字符串,锚定末尾。

\w

匹配一个字母数字组成的单词。

\W

匹配一个非字母数字组成的单词。

\‘

匹配字符串开头的一个空字符串。

\'

匹配字符串末尾的一个空字符串。

4. 重定向和管道

  • awk可使用shell的重定向符进行重定向输出,如:$ awk '$1 = 100 {print $1 > "output_file" }' test。上式表示如果第一个域的值等于100,则把它输出到output_file中。也可以用>>来重定向输出,但不清空文件,只做追加操作。

  • 输出重定向需用到getline函数。getline从标准输入、管道或者当前正在处理的文件之外的其他输入文件获得输入。它负责从输入获得下一行的内容,并给NF,NR和FNR等内建变量赋值。如果得到一条记录,getline函数返回1,如果到达文件的末尾就返回0,如果出现错误,例如打开文件失败,就返回-1。如:

    $ awk 'BEGIN{ "date" | getline d; print d}' test。执行linux的date命令,并通过管道输出给getline,然后再把输出赋值给自定义变量d,并打印它。

    $ awk 'BEGIN{"date" | getline d; split(d,mon); print mon[2]}' test。执行shell的date命令,并通过管道输出给getline,然后getline从管道中读取并将输入赋值给d,split函数把变量d转化成数组mon,然后打印数组mon的第二个元素。

    $ awk 'BEGIN{while( "ls" | getline) print}',命令ls的输出传递给geline作为输入,循环使getline从ls的输出中读取一行,并把它打印到屏幕。这里没有输入文件,因为BEGIN块在打开输入文件前执行,所以可以忽略输入文件。

    $ awk 'BEGIN{printf "What is your name?"; getline name < "/dev/tty" } $1 ~name {print "Found" name on line ", NR "."} END{print "See you," name "."} test。在屏幕上打印”What is your name?",并等待用户应答。当一行输入完毕后,getline函数从终端接收该行输入,并把它储存在自定义变量name中。如果第一个域匹配变量name的值,print函数就被执行,END块打印See you和name的值。

    $ awk 'BEGIN{while (getline < "/etc/passwd" > 0) lc++; print lc}'。awk将逐行读取文件/etc/passwd的内容,在到达文件末尾前,计数器lc一直增加,当到末尾时,打印lc的值。注意,如果文件不存在,getline返回-1,如果到达文件的末尾就返回0,如果读到一行,就返回1,所以命令 while (getline < "/etc/passwd")在文件不存在的情况下将陷入无限循环,因为返回-1表示逻辑真。

  • 可以在awk中打开一个管道,且同一时刻只能有一个管道存在。通过close()可关闭管道。如:$ awk '{print $1, $2 | "sort" }' test END {close("sort")}。awd把print语句的输出通过管道作为linux命令sort的输入,END块执行关闭管道操作。

  • system函数可以在awk中执行linux的命令。如:$ awk 'BEGIN{system("clear")'。

  • fflush函数用以刷新输出缓冲区,如果没有参数,就刷新标准输出的缓冲区,如果以空字符串为参数,如fflush(""),则刷新所有文件和管道的输出缓冲区。

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