day16 Linux三剑客之awk

1、什么是awk，主要作用是什么？

什么是awk，主要作用是什么？
	awk 主要用来处理文件，将文本按照指定的格式输出。其中包含变量，循环以及数组。

2、awk的格式

awk的格式:
    awk [选项] '匹配规则和处理规则' [处理文本路径]
        [root@localhost ~]# awk -F: '{print $1}' /etc/passwd		 # 打印第一行

    标准输出 | awk [选项] '匹配规则和处理规则' 
        [root@localhost ~]# cat /etc/passwd | awk -F: '{print $1}'    # 打印第一行

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。

    匹配规则主要是正则表达式
        处理规则就有很多了：
        设置变量
        设置数组
        数组循环
        加减乘数运算
        字符串拼接

    匹配规则：
        1、字符串
        2、正则表达式

    处理规则：
        BEGIN{}		: BEGIN是在awk处理文本之前运行 # 注：所有的变量的定义都应该放在BEGIN里面
        //			: 使用的匹配规则
        {}			：循环（每次只处理一行数据）
        END{}		：当所有的处理全部执行完毕之后，执行END中的相关操作
        
案例1：把/etc/passwd中的包含root的行打印出来
    [root@localhost ~]# awk -F: '/root/' /etc/passwd
    
案例2：把/etc/passwd中以root开头的行打印出来
    [root@localhost ~]# awk -F: '/^root/' /etc/passwd
    
案例3：将/etc/passwd中匹配第三列和第五列的数据
	[root@localhost ~]# awk -F: '{print $3,$5}' /etc/passwd
	
案例4：打印以root或者ntp开头的行的解析器
	[root@localhost ~]# awk -F: '/^(root|ntp)/{print $7}' /etc/passwd

3、awk的工作原理

    (1)awk会接收一行作为输入，并将这一行赋给awk的内部变量$0，每一行也可称为一个记录，行的边界是以换行符作为结束（表明：awk是一行一行的去处理文本的）
    
    (2)然后，刚刚读入的行被以:为分隔符分解成若干字段（或域），每个字段存储在已编号的变量中，编号从$1开始，最多达100个字段
    # 注意：如果未指定行分隔符，awk将使用内置变量FS的值作为默认的行分隔符，FS默认值为空格，如果说要指定分隔符，需要使用-F参数或者重新定义FS变量
    
    (3)使用print函数打印，如果$1$3之间没有逗号，它俩在输出时将贴在一起，应该在$1,$3之间加逗号，该逗号与awk的内置变量OFS保持一致，OFS默认为空格，于是以空格为分隔符输出$1和$3
    我们可以指定：awk -F: 'BEGIN{OFS="-"}{print $1,$3}' /etc/passwd

    (4)输出之后，将从文件中获取另一行，然后覆盖给$0，继续(2)的步骤将该行内容分隔成字段。。。继续(3)的步骤
    该过程一直持续到所有行处理完毕

4、awk中的变量

awk中的变量:
    $0： 保存当前行的内容          # 打出所有
    NR： 记录号（行号），每处理完一条记录，NR值加1  # 行号
    NF： 保存记录的字段数，$1,$2...$100  
    FS： 输入字段分隔符，默认空格   # 'BEGIN{FS=":"}
    OFS：输出字段分隔符            # 'BEGIN{OFS="+"}{print $3,$7}'
    
案例1：输出/etc/passwd中的所有内容包括行号。
	[root@localhost ~]# awk -F: '{print NR,$0}' /etc/passwd
	
案例2：要求把第7行之后的内容输出出来，包括行号。
	[root@localhost ~]# awk -F: 'NR>7 {print NR,$0}' /etc/passwd     # 可以用条件来完成，NR代表行号
	
案例3：要求输出第7行之后的内容且第14行之前的内容输出出来，包含行号
	[root@localhost ~]# awk -F: 'NR>7 && NR<14 {print NR,$0}' /etc/passwd
	
案例4：由案例3，要求输出每行的UID增加1
	[root@localhost ~]# awk -F: 'NR>7 && NR<14 {print $3,$3+1}' /etc/passwd
	
案例5：要求输出倒数第3列
	[root@localhost ~]# awk -F: '{print $(NF-2)}' /etc/passwd   # 在这里NF代表最后一列
	
案例6：要求不使用-F参数，以：分割，并输出第3列和第5列
	[root@localhost ~]# awk 'BEGIN{FS=":"}{print $3,$5}' /etc/passwd
	
案例7：要求实验证明-F 和 FS的优先级
	[root@localhost ~]# awk -F/ 'BEGIN{FS=":"}{print $3,$5}' /etc/passwd   # FS优先级>-F
	
案例8：要求以:分割，并输出第3列和第7列，第三列和第五列之间使用+号分割
	[root@localhost ~]# awk -F: 'BEGIN{OFS="+"}{print $3,$7}' /etc/passwd 

5、格式化输出

格式化输出
	printf格式：
        awk -F: '{printf "用户名:%s 用户id:%s\n",$1,$3}' /etc/passwd
        awk -F: '{printf "|%-15s| %-10s| %-15s|\n", $1,$2,$3}' /etc/passwd    
		%s 字符类型
		%d 数值类型
		占15格的字符串
		- 表示左对齐，默认是右对齐
		printf默认不会在行尾自动换行，加\n
		[root@localhost ~]# awk -F: 'BEGIN{OFS=" "}{printf "%-4d %s\n", $3,$7}' /etc/passwd
		
案例1：要求输出第1列和最后一列，排版整齐
	第一种方法：
		[root@localhost ~]# awk -F: '{printf "%-15s %s\n",$1,$NF}' /etc/passwd
		
	第二种方法：适用于字符特别长的
		[root@localhost ~]# awk -F: '{print length($1)}' /etc/passwd   # 得到最长字符的个数
		[root@localhost ~]# awk -F: '{printf "%-15s %s\n",$1,$NF}' /etc/passwd

6、操作模式

1)、正则模式
	[root@localhost ~]#awk -F: '/^root/' /etc/passwd    # //包含

2)、比较模式
    > < 
    [root@localhost ~]# awk -F 'NR > 7' /etc/passwd       # 比较>

3)、条件模式
	[root@localhost ~]# awk -F: 'NR>7 && NR<14 {print NR,$0}' /etc/passwd  # 达成条件执行

4)、算数运算
	[root@localhost ~]# awk -F '{print $3,$3+1}' /etc/passwd    # 给uid加1

5)、范围模式
    [root@localhost ~]# awk -F: '/root/,/ftp/{print $1}' /etc/passwd    # root到ftp的范围

7、流程控制

if

if判断：
    单分支
    if () {}

    双分支
    if () {} else {}

    多分支
    if(){} else if() {} else{}
    
    案例1：打印奇数行的数据
        [root@localhost ~]# awk -F: '{if(NR%2){print NR,$0}}' /etc/passwd
        
	案例2：打印偶数行的数据
		[root@localhost ~]# awk -F: '{if(NR%2==0){print NR,$0}}' /etc/passwd
		[root@localhost ~]# awk -F: 'NR%2==0{print $0}' /etc/passwd   # 单分支不加if也可以
		注：单分支情况下是可以省略if，多分支情况下不能省略
		
	案例3：要求打印出偶数行中的包含bash的行
		[root@localhost ~]# awk -F: '/bash/{if(NR%2==0){print NR,$0}}' /etc/passwd
		
	案例4：要求在奇数行前输出奇数，偶数行前输出偶数
		[root@localhost ~]# awk -F: '{if(NR%2){printf "奇数行：%s\n",$0}else{printf "偶数行：%s\n",$0}}' /etc/passwd
		
	案例5：在前7行前加7， 前14行前加14，其他原样输出
		[root@localhost ~]# awk -F: '{if(NR<=7){printf "7 %s\n",$0,NR}else if(NR<=14){printf "14 %s\n",$0}else{print $0}}' /etc/passwd

for循环

for循环：
    for (变量 in 数组) {语句}
    for (变量;条件;表达式){语句}

    知识储备：
        ++ ： 每次加1
        -- ： 每次减1
    
    案例1：将/etc/nginx/nginx.conf中的所有的词的个数
    	[root@localhost ~]# egrep -o '[0-9a-zA-Z]+' /etc/nginx/nginx.conf | awk '{arr[$1]++}END{for (i in arr){printf "%-15s %d\n", i,arr[i]}}'
    	
	案例2：要求统计以#开头的行中包含的词的格式
		[root@localhost ~]# egrep '^ *#' /etc/fstab | egrep -o '[0-9a-zA-Z]+' /etc/nginx/nginx.conf | awk '{arr[$1]++}END{for (i in arr){printf "%-15s %d\n", i,arr[i]}}'
		
	案例3：输入一个文件路径，要求打印出它的数字权限（不允许使用stat）
		[root@localhost ~]# ll /etc/fstab | awk 'BEGIN{FS=""}{if($2=="r"){u+=4} if($3=="w"){u+=2} if($4=="x"){u+=1} if($5=="r"){g+=4} if($6=="w"){g+=2} if($7=="x"){g+=1} if($8=="r"){o+=4} if($9=="w"){o+=2} if($10=="x"){o+=1}}END{print u,g,o}'