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shell/04-Shell 流编辑器SED.md

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2024-08-18 19:43:18 +08:00
# 04-Shell 流编辑器 Sed
## 一、sed 介绍
Linux 中，常使用流编辑器 Sed 进行文本替换工作。与交互式编辑器（如vim）不同，Sed 编辑器以批处理的方式来编辑文件，这比交互式编辑器快得多，可以快速完成对数据的编辑修改。Sed 编辑器会执行以下操作：
1. 一次从输入中读取一行数据；
2. 根据所提供的编辑器命令匹配数据；
3. 按照命令修改流中的数据；
4. 将新的数据输出到 STDOUT。
在 Sed 编辑器匹配完一行数据后，它会读取下一行数据并重复这个过程，直到处理完所有数据。使用 Sed 命令打开一个 Sed 编辑器。
​ ![1.png](assets/1.png)
sed 是一种在线的、非交互式的编辑器，它一次处理一行内容。处理时，把当前处理的行存储在临时缓冲区中，称为“模式空间”（pattern space），接着用sed命令处理缓冲区中的内容，处理完成后，把缓冲区的内容送往屏幕。接着处理下一行，这样不断重复，直到文件末尾。文件内容并没有改变，除非你使用重定向存储输出。Sed主要用来自动编辑一个或多个文件；简化对文件的反复操作；编写转换程序等。
## 二、sed 语法
```shell
sed [options] edit_commands [file]　　　　# [ ] 中的内容为可选可不选
```
注意：sed 和 grep 不一样，不管是否找到指定的模式，它的退出状态都是0，只有当命令存在语法错误时，sed的退出状态才是非0
**常用选项**
| 选项 | 功能 |
| :--: | ------------------------------------------------------------ |
| -n | 使用安静（silent）模式。来自stdin的资料一般都会被列出到屏幕，加上-n后，则只有经过sed处理的行才会被列出 |
| -e | 允许多点编辑 |
| -f | 将sed的动作写在一个文本内，-f filename 则可以执行filename内的sed动作。 |
| -r | 支持扩展正则 |
| -i | 直接修改源文件 |
## 三、sed 子命令
| 普通子命令 | 功能 |
| :--------- | -------------------- |
| a | 追加 |
| c | 修改 |
| i | 插入 |
| d | 删除 |
| w | 将行写入文件 |
| y | 将字符转换为另一字符 |
| p | 打印 |
| r | 读入字符串到文件 |
| q | 退出sed |
| = | 打印当前行号 |
| s | 替换 |
**子命令取反**
```
！ 取反
```
**flag标记**
```
g 单行全局
p 打印
数字 操作到第几个匹配
```
| 高级子命令 | 功能 |
| :--------- | ----------------------------------------------------------- |
| h | 拷贝pattern space的内容到holding buffer |
| H | 追加pattern space的内容到holding buffer |
| g | 获得holding buffer中的内容，并替代当前pattern space中的文本 |
| G | 获得holding buffer中的内容，并追加到当前pattern space的后面 |
| x | 交换暂存缓冲区与模式空间的内容 |
| n | 读取下一个输入行，用下一个命令处理新的行而不是用第一个命令 |
| N | 追加新行到模式空间 |
| P | 打印模式空间中的第一行 |
| D | 删除模式空间的第一行，会导致sed从开头重新执行所有子命令 |
### 1、定址
默认sed 对文件中的所有行进行编辑。当然，也可以只指定特定的某些行，或者行范围进行流编辑，这需要用到行寻址。所指定的行地址放在子命令之前
```shell
[address]commands
```
**数字定址**
sed 编辑器将文本流中的每一行都进行编号，第一行的编号为 1 ，后面的按顺序分配行号。通过指定特定的行号，可以选择编辑特定的行
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed '3 s/bin/BIN/g' /etc/passwd　　　　# 将第3行中所有的 bin 替换成 BIN
[root@qfedu.com ~]# sed '2,5 s/bin/BIN/g' /etc/passwd　　 # 将第2到5行中所有的 bin 替换成 BIN
[root@qfedu.com ~]# sed '10,$ s/bin/BIN/g' /etc/passwd　　# 将第10行到最后一行中所有的 bin 替换成 BIN
```
**正则定址**
sed 编辑器允许使用正则过滤出命令要作用的行
```shell
/pattern/command
```
必须使用" / " 将要指定的 pattern 包起来。sed 会寻找匹配文本模式的行，然后对这些行执行编辑命令
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed -n '/root/s/bin/BIN/p' /etc/passwd # 寻找包含有字符串 root 的行，并将匹配行的 bin 替换为 BIN
```
与数字寻址一样，也可以使用正则过滤区间来过滤行
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed '/pattern1/,/pattern2/ edit_command' file
```
这行命令会在文件 file 中先寻找匹配 pattern1 的行，然后从该行开始，执行编辑命令，直到找到匹配 pattern2 的行。但是需要注意的是，使用文本区间过滤文本时，只要匹配到了开始模式（pattern1），编辑命令就会开始执行，直到匹配到结束模式（pattern2），这会导致一种情况：一个文本中，先匹配到了一对 pattern1、pattern2，对该文本区间中的文本执行了编辑命令；然后，在 pattern2 之后又匹配到了 pattern1，这时就会再次开始执行编辑命令，因此，在使用文本区间过滤时要注意这一点
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed -n '/root/,/nologin/ s/bin/BIN/p' /etc/passwd
root:x:0:0:root:/root:/BIN/bash
BIN:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
operator:x:11:0:operator:/root:/sBIN/nologin
games:x:12:100:games:/usr/games:/sBIN/nologin
```
### 2、子命令使用
**s 替换**
使用 s 命令来进行文本替换操作
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed 's/srcStr/dstStr/' file
```
其中，srcStr 为想要替换的文本，dstStr 为将要替换成的文本。使用 s 命令时，sed 编辑器会在一行一行地读取文件 file，并在每行查找文本 srcStr，如果找到了，则将该处的 srcStr 替换为 dstStr。
/ 字符为界定符，用于分隔字符串（sed 编辑器允许使用其他字符作为替换命令中的字符串分隔符）：
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed 's!/bin/bash!/BIN/BASH!' /etc/passwd # 使用 ! 作为字符串分隔符
[root@qfedu.com ~]# sed 's#3#88#g' datafile
```
默认，s只会替换掉目标文本在每行中第一次出现的地方。若想要替换掉每行中所有匹配的地方，可以使用替换标记 g。替换标记放在编辑命令的末尾。除了 g 外，还有几种替换标记：
1、数字指明替换掉第几次匹配到的文本，
没有设置这个标记时，默认是替换第一次匹配的文本
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed 's/root/ROOT/2' /etc/passwd
```
这行命令将 /etc/passwd 文件中每行的第 2 个 root 替换为 ROOT
2、g 替换所有匹配到的文本
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed 's/root/ROOT/g' /etc/passwd
```
这行命令将 /etc/passwd 文件中的 root，全部替换为 ROOT；
3、p 打印与替换命令中指定模式（srcStr）相匹配的行
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed 's/root/ROOT/p' /etc/passwd
```
执行这命令，会在 STDOUT 上看到包含有 root 的行被输出了两次，一次是 sed 编辑器自动输出的；另一次则是 p 标记打印出来的匹配行
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed -n 's/root/ROOT/gp' /etc/passwd　　　　# 将 /etc/passwd 中所有的 root 都替换成 ROOT，并输出被修改的行　
```
**d 删除**
sed 编辑器使用 d 命令来删除文本流中的特定行。使用 d 命令时，一般需要带上位寻址，以删除指定的行，否则默认会删除所有文本行。
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed '/root/d' /etc/passwd　 # 删除匹配 root 的行
[root@qfedu.com ~]# sed '2,$d' /etc/passwd　　　　# 删除第2到最后一行
[root@qfedu.com ~]# sed '3d' /etc/passwd
[root@qfedu.com ~]# sed '3{d;}' /etc/passwd
[root@qfedu.com ~]# sed '3{d}' /etc/passwd
[root@qfedu.com ~]# sed '$d' /etc/passwd
[root@qfedu.com ~]# sed '/north/d' /etc/passwd
[root@qfedu.com ~]# sed '/sout/d' /etc/passwd
```
**插入追加修改文本**
sed 编辑器使用 i 命令来向数据流中插入文本行，使用 a 命令来向数据流中附加文本行。其中i 命令会在指定行前增加一个新行；a 命令会在指定行后增加一个新行。
注意这两个命令都不能在单行上使用（即不是用来在一行中插入或附加一段文本的），只能指定插入还是附加到另一行。
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed '[address][i | a] newline' file
```
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed 'i\Insert a line behind every line' /etc/passwd　　　　　　# 向数据流的每一行前面增加一个新行，新行的内容为 \ 后面的内容
[root@qfedu.com ~]# sed '1i\Insert a line behind the first line' /etc/passwd　　　# 在数据流的第一行前面增加一个新行
[root@qfedu.com ~]# sed '3a\Append a line after the third line' /etc/passwd # 在数据流的第三行后面增加一个新行　　　　
[root@qfedu.com ~]# sed '$a\Append a line in the last line' /etc/passwd　　　　　　# 在数据流的最后一行后面增加一个新行
```
使用命令 c 可以将数据流中的整行文本修改为新的行，与插入、附加操作一样，这要求在 sed 命令中指定新的行
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed '[address][c] newtext' file
```
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed '3 c\New text' /etc/passwd　　　　　# 将数据流中第三行的内容修改为 \ 后面的内容
[root@qfedu.com ~]# sed '/root/ c\New text' /etc/passwd　　# 将匹配到 root 的行的内容修改为 \ 后面的内容
[root@qfedu.com ~]# sed '2,4c\New text' /etc/passwd　　　　 # 将第2到4行的内容修改为 \ 后面的内容，但是不是逐行修改，而是会将这之间的 3 行用一行文本来替代
```
**y 逐字符转换**
```shell
[address]y/inchars/outchars/
```
转换命令会对 inchars 和 outchars 的值进行一对一的映射。inchars 中的第一个字符会被转换成 outchars 中的第一个字符；inchars 中的第二个字符会被转换成 outchars 中的第二个字符；... 直到处理完一行。如果 inchars 和 outchars 的长度不同，则 sed 编辑器会产生一个错误消息。举个例子：
```shell
[root@qfedu.com ~]# echo abcdefggfedcba | sed 'y/acg/ACG/'
AbCdefGGfedCbA
```
**w 保存数据到文件**
```shell
[address]w filename
```
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed '1,2w test.txt' /etc/passwd
[root@qfedu.com ~]# sed -n 's/root/ROOT/g w change.txt' /etc/passwd # 将 /etc/passwd 中所有的 root 都替换成 ROOT,并将被修改的行保存到文change.txt 中去
```
该语句将数据流的第 1、2 行写入文件 test.txt 中去。
**r 从文件中读取数据**
可以使用 r 命令来将一个文本中的数据插入到数据流中去，与普通的插入命令 i 类似，这也是对行进行操作的，命令格式如下：
```shell
[address]r filename
```
filename 为要插入的文件。r 命令常结合行寻址使用，以将文本插入到指定的行后面。
```shell
[root@qfedu.com ~]# sed '3 r test.txt' /etc/passwd
```
这句话将文件 test.txt 中的内容插入到数据流第三行后面去。
## 四、模式空间和保持空间
模式空间和保持空间是两个独立的缓冲区，可以进行交互，命令可以寻址模式空间但是不能寻址保持空间。
- 模式空间：容纳当前输入行的缓冲区，通过模式匹配到的行被读入模式空间中。用来进行进一步的操作；在多行模式中，'\n'可以用来和模式空间(N命令的结果)的任意换行符匹配，单模式空间底部的换行符除外。^匹配多行的首，$匹配多行的尾，不是每行的行首和行尾
- 保持空间：sed在处理文本的时候都是在模式空间中进行，但有时候有些复杂的操作单一的模式空间可能无法满足需求，于是就有了保持空间，这个空间通常是空闲的，并不处理数据，只在有需要的时候和模式空间进行一些必要的数据交换。
下面是模式空间中的常用命令。
- h: 把模式空间中的内容覆盖至保持空间中
- H：把模式空间中的内容追加至保持空间中
- g: 从保持空间取出数据覆盖至模式空间
- G：从保持空间取出内容追加至模式空间
- x: 把模式空间中的内容与保持空间中的内容进行互换
**多行模式空间**
sed命令都是一行一行的进行处理文本的，不过有些时候单行处理可能并不能满足我们的需要，所以sed还提供了多行模式，多行模式的命令主要有 NPD 三个
- N：读取匹配到的行的下一行追加至模式空间
- P：打印模式空间开端至\n内容，并追加到默认输出之前
- D：如果模式空间包含换行符，则删除直到第一个换行符的模式空间中的文本， 并不会读取新的输入行，而使用合成的模式空间重新启动循环。如果模式空间 不包含换行符，则会像发出d命令那样启动正常的新循环
N命令流程图，P 和 D 命令在懂了N命令之后也容易理解。
![sed高级命令及模式空间和交换空间简介](assets/b02f43b6a2320e31405a42f8f3834b53.jpeg)
示例
```shell
[root@qfedu.com ~]# cat /etc/passwd |sed -n '2{N;p}'
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
# 读取第二行的下一行，然后输出模式空间中的内容，此时模式空间中有两行
[root@qfedu.com ~]# cat /etc/passwd |sed -n '2{N;N;N;p}'
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin
# 使用多个N命令可以读取多行进模式空间
```
```shell
[root@qfedu.com ~]# seq 1 6| sed -n '1,2H;4p;5{x;p}'
4
1
2
```
-n 是不显示默认输出内容，1,2H是将前两行追加至保持空间，4p显示第四行，5{x;p}是在第五行的时候交换保持空间和模式空间中的内容并且输出。注意输出中的空行，这是因为H命令追加的时候是添加换行符，由于保持空间默认是空的，所以添加换行符之后就多了一个空行。以用下面的命令先往保持空间覆盖一行然后追加。
```shell
[root@qfedu.com ~]# seq 1 6| sed -n '1h;2H;4p;5{x;p}'
4
1
2
```
- 第一个循环结束之后：模式空间为空，保持空间为第一行内容
- 第二个循环，将第二行追加到模式空间，此时模式空间为两行内容
- 第三个循环，没有匹配内容，不执行操作，模式空间和保持空间内容不变
- 第四个循环，读取第四行并输出，保持空间内容不变
- 第五个循环，读入第五行，然后和保持空间中的内容交换，之后输出。
```shell
# 暂存和取用命令：h H g G
[root@qfedu.com ~]# sed -r '1h;$G' /etc/hosts
[root@qfedu.com ~]# sed -r '1{h;d};$G' /etc/hosts
[root@qfedu.com ~]# sed -r '1h; 2,$g' /etc/hosts
[root@qfedu.com ~]# sed -r '1h; 2,3H; $G' /etc/hosts
# 暂存空间和模式空间互换命令：x
[root@qfedu.com ~]# sed -r '4h; 5x; 6G' /etc/hosts
```
## 五、课下练习
```shell
# 删除配置文件中#号注释行
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '/^#/d' file.conf
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '/^[ \t]*#/d' file.conf
# 删除配置文件中//号注释行
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '\Y^[ \t]*//Yd' file.conf
# 删除无内容空行
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '/^[ \t]*$/d' file.conf
# 删除注释行及空行
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '/^[ \t]*#/d; /^[ \t]*$/d' /etc/vsftpd/vsftpd.conf
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '/^[ \t]*#|^[ \t]*$/d' /etc/vsftpd/vsftpd.conf
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '/^[ \t]*($|#)/d' /etc/vsftpd/vsftpd.conf
# 修改文件
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '$a\chroot_local_user=YES' /etc/vsftpd/vsftpd.conf
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '/^SELINUX=/cSELINUX=disabled' /etc/selinux/config
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '/UseDNS/cUseDNS no' /etc/ssh/sshd_config
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '/GSSAPIAuthentication/cGSSAPIAuthentication no' /etc/ssh/sshd_config
# 给文件行添加注释
[root@qfedu.com ~]# sed -r '2,6s/^/#/' a.txt
[root@qfedu.com ~]# sed -r '2,6s/(.*)/#\1/' a.txt
[root@qfedu.com ~]# sed -r '2,6s/.*/#&/' a.txt # &匹配前面查找的内容
[root@qfedu.com ~]# sed -r '3,$ s/^#*/#/' a.txt 将行首零个或多个#换成一个#
[root@qfedu.com ~]# sed -r '30,50s/^[ \t]*#*/#/' /etc/nginx.conf
[root@qfedu.com ~]# sed -r '2,8s/^[ \t#]*/#/' /etc/nginx.conf
# sed中使用外部变量
[root@qfedu.com ~]# var1=11111
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '3a$var1' /etc/hosts
[root@qfedu.com ~]# sed -ri "3a$var1" /etc/hosts
[root@qfedu.com ~]# sed -ri 3a$var1 /etc/hosts
[root@qfedu.com ~]# sed -ri "$a$var1" /etc/hosts
[root@qfedu.com ~]# sed -ri '$a'"$var1" /etc/hosts
[root@qfedu.com ~]# sed -ri "\$a$var1" /etc/hosts
```
**Shell 脚本 sed 实现网络配置**
```shell
#!/bin/bash
cd /etc/sysconfig/network-scripts/
cp ifcfg-eth0 ifcfg-eth0.bak
cat ifcfg-eth0 > ifcfg-eth1.txt
sed -i 's/eth0/eth1/' ifcfg-eth1.txt
sed -i '/UUID/d' ifcfg-eth1.txt
sed -i '/IPADDR/s/192.168.0.11/192.168.0.33/' ifcfg-eth1.txt
cat ifcfg-eth1.txt > ifcfg-eth1
systemctl stop NetworkManager
systemctl disable NetworkManager
systemctl restart network
```
**Shell 脚本 sed 实现 sshd 服务自动配置**
```shell
#!/bin/bash
cp /etc/ssh/sshd_config /etc/ssh/sshd_config.bak
read -p "Port（22）:" port
sed -i "13c Port ${port}" /etc/ssh/sshd_config
read -p "LoginGraceTime(s/m/h):" LoginGraceTime
sed -i "41c LoginGraceTime ${LoginGraceTime}" /etc/ssh/sshd_config
read -p "PermitRootLogin（yes/no）:" PermitRootLogin
sed -i "42c PermitRootLogin ${PermitRootLogin}" /etc/ssh/sshd_config
read -p "UseDNS（yes/no）:" UseDNS
sed -i "122c UseDNS ${UseDNS}" /etc/ssh/sshd_config
read -p "PrintMotd（yes/no）：" PrintMotd
case $PrintMotd in
yes)
sed -i "112c PrintMotd ${PrintMotd}" /etc/ssh/sshd_config
read -p "Prompt message:" message
echo "${message}" > /etc/motd
;;
no)
sed -i "112c PrintMotd ${PrintMotd}" /etc/ssh/sshd_config
;;
esac
/etc/init.d/sshd restart &>>/dev/null
```
**Shell 脚本 sed 实现批量 nginx 配置文件增加配置**
```shell
#!/bin/bash
confs=`ls /etc/nginx/conf.d/cms_vhosts/`
cd /etc/nginx/conf.d/cms_vhosts
for log in $confs;do
name=`echo ${log} |awk -F '.' '{print $1}'`
sed -i "/root/a\error_log /zz_data/nginx_log/${name}.error.log;" $log
sed -i "/error_log/a\access_log /zz_data/nginx_log/${name}.access.log access;" $log
done
# confs 表示 vhost 里面的每一个配置文件名称
# name 表示 配置文件名称单个字符串截取，为域名
# sed 为增加访问和错误日志
```
**Shell 脚本实现 sed 命令关闭 selinux**
```shell
#!/bin/bash
sed -i 's/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/g' /etc/selinux/config
```
**Shell 脚本实现 sed 命令配置 sudo**
shell 脚本实现 sed 命令在 /etc/sudoers 配置文件中添加内容
```shell
#!/bin/bash
sed -i '$a\Defaults logfile=/var/log/sudo.log' /etc/sudoers
```
shell 脚本实现 sed 命令在 /etc/sudoers 全局替换
```shell
#!/bin/bash
sed -i 's/GSSAPIAuthentication yes/GSSAPIAuthentication no/g' /etc/ssh/sshd_config
```
**Shell 脚本实现 sed 配置 MySQL**
处理一个 MySQL 的配置文件 my.cnf 文本，输出配置文件有几个段（以 [ ] 为段），每个段有几个配置
```bash
#!/bin/bash
FILE_NAME=./my.cnf
function get_all_segments
{
echo "`sed -n '/\[.*\]/p' $FILE_NAME | sed -e 's/\[//g' -e 's/\]//g'`"
}
function count_items_in_segment
{
items=`sed -n '/\['$1'\]/,/\[.*\]/p' $FILE_NAME | grep -v "^#" | grep -v "^$" | grep -v "\[.*\]"`
index=0
for item in $items
do
index=`expr $index + 1`
done
echo $index
}
number=0
for segment in `get_all_segments`
do
number=`expr $number + 1`
items_count=`count_items_in_segment $segment`
echo "$number: $segment $items_count"
done
```
**shell 脚本实现 sed 修改 zabbix_agentd.conf 配置文件**
```shell
#!/bin/bash
zabbixserverip=$1
sed -i "s/Server=127.0.0.1/Server=${zabbixserverip}/g" /usr/local/zabbix/etc/zabbix_agentd.conf
sed -i "s/Server=127.0.0.1/Server=${zabbixserverip}/g" /usr/local/zabbix/etc/zabbix_agentd.conf
sed -i '262s@# Include=/usr/local/etc/zabbix_agentd.conf.d/@Include=/usr/local/zabbix/etc/zabbix_agentd.conf.d/@g' /usr/local/zabbix/etc/zabbix_agentd.conf
sed -i 's/# UnsafeUserParameters=0/UnsafeUserParameters=1/g' /usr/local/zabbix/etc/zabbix_agentd.conf
```