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<h2><center>Shell awk</center></h2>
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## 一：AWK
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### 1. awk 介绍
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`awk`是一种编程语言，用于在`linux/unix`下对文本和数据进行处理。数据可以来自标准输入、一个或多个文件，或其它命令的输出。它支持用户自定义函数和动态正则表达式等先进功能，是`linux/unix`下的一个强大编程工具。它在命令行中使用，但更多是作为脚本来使用。
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`awk`的处理文本和数据的方式是这样的，它逐行扫描文件，从第一行到最后一行，寻找匹配的特定模式的行，并在这些行上进行你想要的操作。如果没有指定处理动作，则把匹配的行显示到标准输出(屏幕)，如果没有指定模式，则所有被操作所指定的行都被处理。`awk`分别代表其作者姓氏的第一个字母。因为它的作者是三个人，分别是`Alfred Aho`、`Brian Kernighan`、`Peter Weinberger`。`gawk`是`awk`的`GNU`版本，它提供了`Bell`实验室和`GNU`的一些扩展。
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### 2. 语法格式
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```shell
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awk [-F field-separator] 'commands' input-file(s)
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awk [options] 'commands' var=value file(s)
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```
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- `commands`是真正 AWK 命令，[-F域分隔符]是可选的。 `input-file(s)`是待处理的文件。
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- `awk`中，文件的每一行中，由域分隔符分开的每一项称为一个域。通常，在不指名`-F`域分隔符的情况下，默认的域分隔符是空格。
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```shell
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awk -f awk-script-file input-file(s)
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awk [options] -f scriptfile var=value file(s)
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```
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- `-f`选项加载`awk-script-file`中的`awk`脚本，`input-file(s)`是待处理的文件。
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- 将所有的`awk`命令插入一个脚本文件，使用`awk`命令解释器作为脚本的首行，相当于`shell`脚本首行的：`#!/bin/sh`可以换成：`#!/bin/awk`。通过执行脚本来调用。
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### 3. 工作原理
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`awk`工作流程可分为三个部分：
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- 读输入文件之前执行的代码段（由`BEGIN`关键字标识）。
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- 主循环执行输入文件的代码段。
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- 读输入文件之后的代码段（由`END`关键字标识）。
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**`awk`命令结构**
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```shell
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awk 'BEGIN{ commands } pattern{ commands } END{ commands }'
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```
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下图是`awk`的工作流程
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- 通过关键字`BEGIN`执行`BEGIN`块的内容，即 BEGIN 后花括号 **{}** 的内容。
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- 完成`BEGIN`块的执行，开始执行`body`块。
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- 读入有 **\n** 换行符分割的记录。
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- 将记录按指定的域分隔符划分域，填充域，**$0** 则表示所有域(即一行内容)，**$1** 表示第一个域，**$n** 表示第 n 个域。
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- 依次执行各`BODY`块，`pattern`部分匹配该行内容成功后，才会执行`awk-commands`的内容。
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- 循环读取并执行各行直到文件结束，完成`body`块执行。
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- 开始`END`块执行，`END`块可以输出最终结果。
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**开始块**
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开始块的语法格式如下：
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```shell
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BEGIN {awk-commands}
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```
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开始块就是在程序启动的时候执行的代码部分，并且它在整个过程中只执行一次。
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一般情况下，我们可以在开始块中初始化一些变量。
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`BEGIN`是`AWK`的关键字，因此它必须是大写的。
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**注意：**
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开始块部分是可选的，你的程序可以没有开始块部分。
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**主体块（BODY）**
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主体部分的语法格式如下：
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```shell
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/pattern/ {awk-commands}
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```
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对于每一个输入的行都会执行一次主体部分的命令。
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默认情况下，对于输入的每一行，`AWK`都会执行命令。但是，我们可以将其限定在指定的模式中。
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**注意**：
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在主体块部分没有关键字存在。
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**结束块（END）**
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结束块的语法格式如下：
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```shell
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END {awk-commands}
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```
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结束块是在程序结束时执行的代码。`END`也是`AWK`的关键字，它也必须大写。 与开始块相似，结束块也是可选的。
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**示例：**
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先创建一个名为 marks.txt 的文件。其中包括序列号、学生名字、课程名称与所得分数。
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```shell
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1) 张三 语文 80
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2) 李四 数学 90
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3) 王五 英语 87
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```
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接下来，我们将使用 AWK 脚本来显示输出文件中的内容，同时输出表头信息。
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```bash
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awk 'BEGIN{printf "序号\t名字\t课程\t分数\n"} {print}' marks.txt
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```
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执行以上命令，输出结果如下：
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```shell
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序号 名字 课程 分数
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1) 张三 语文 80
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2) 李四 数学 90
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3) 王五 英语 87
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```
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程序开始执行时，`AWK`在开始块中输出表头信息。在主体块中，`AWK`每读入一行就将读入的内容输出至标准输出流中，一直到整个文件被全部读入为止。
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### 4. awk 选项
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```shell
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-F fs or --field-separator fs
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# 指定输入文件折分隔符，fs 是一个字符串或者是一个正则表达式，如 -F:。
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-v var=value or --asign var=value
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# 赋值一个用户定义变量。
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-f scripfile or --file scriptfile
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# 从脚本文件中读取 awk 命令。
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-mf nnn and -mr nnn
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# 对 nnn 值设置内在限制，-mf 选项限制分配给 nnn 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。
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-W compact or --compat, -W traditional or --traditional
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# 在兼容模式下运行 awk。所以 gawk 的行为和标准的 awk 完全一样，所有的 awk 扩展都被忽略。
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-W copyleft or --copyleft, -W copyright or --copyright
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# 打印简短的版权信息。
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-W help or --help, -W usage or --usage
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# 打印全部 awk 选项和每个选项的简短说明。
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-W lint or --lint
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# 打印不能向传统 unix 平台移植的结构的警告。
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-W lint-old or --lint-old
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# 打印关于不能向传统 unix 平台移植的结构的警告。
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-W posix
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# 打开兼容模式。但有以下限制，不识别：/x、函数关键字、func、换码序列以及当 fs 是一个空格时，将新行作为一个域分隔符；操作符 ** 和 **= 不能代替 ^ 和 ^=；fflush无效。
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-W re-interval or --re-inerval
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# 允许间隔正则表达式的使用，参考(grep中的Posix字符类)，如括号表达式[[:alpha:]]。
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-W source program-text or --source program-text
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# 使用 program-text 作为源代码，可与 -f 命令混用。
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-W version or --version
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# 打印 bug 报告信息的版本。
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```
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### 5. 格式化打印
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- print 和 printf 都是打印输出的，不过两者用法和显示上有些不同而已。
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```shell
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print 格式：print item1,item2, ...
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printf格式：printf “FORMAT ”,item1,item2, ...
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```
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- 逗号为分隔符时，显示的是空格；
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- 分隔符分隔的字段（域）标记称为域标识，用$0,$1,$2,...,$n表示，其中$0 为所有域，$1就是表示第一个字段（域），以此类推；
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- 输出的各item可以字符串，也可以是数值，当前记录的字段，变量或awk 的表达式等；
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- 如果省略了item ，相当于print $0
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- 对于printf来说，其中格式化字符串包括两部分内容: 一部分是正常字符，这些字符将按原样输出; 另一部分是格式化规定字符， 以 **%** 开始, 后跟一个或几个规定字符，用来确定输出内容格式，必须指定 FORMAT，即必须指出后面每个itemsN 的输出格式，**printf** 时默认是不会换行的，而 **print** 函数默认会在每行后面加上 **\n** 换行符
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| **格式符** | **说明** |
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| :--------: | :----------------------------------------------------------: |
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| %d | 十进制有符号整数 |
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| %u | 十进制无符号整数 |
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| %f | 浮点数 |
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| %s | 字符串 |
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| %c | 单个字符 |
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| %p | 指针的值 |
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| %e | 指数形式的浮点数 |
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| %x | %X 无符号以十六进制表示的整数 |
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| %o | 无符号以八进制表示的整数 |
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| %g | 自动选择合适的表示法 |
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| %% | 显示%自身 |
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| #[.#] | 第一个数字控制显示的宽度；第二个#表示小数点后精度，%3.1f |
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| - | 左对齐（默认右对齐）；%-15s，就是以左对齐方式显示15个字符长度 |
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| + | 显示数值的正负符号 %+d |
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**示例：**
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```bash
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# print 函数
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[root@wxin ~]# awk '{print "hello,awk"}'
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[root@wxin ~]# awk –F: '{print}' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk –F: ‘{print “wang”}’ /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk –F: ‘{print $1}’ /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk –F: ‘{print $0}’ /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk –F: ‘{print $1”\t”$3}’ /etc/passwd
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[root@wxin ~]# date |awk '{print "Month: " $2 "\nYear: " $NF}'
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[root@wxin ~]# awk -F: '{print "username is: " $1 "\t uid is: " $3}' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: '{print "\tusername and uid: " $1,$3 "!"}' /etc/passwd
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# printf函数
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[root@wxin ~]# tail –3 /etc/fstab |awk ‘{print $2,$4}’
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[root@wxin ~]# awk -F: '{printf "%-15s %-10s %-15s\n", $1,$2,$3}' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: '{printf "|%-15s| %-10s| %-15s|\n", $1,$2,$3}' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: ‘{printf "%s",$1}’ /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: ‘{printf "%s\n",$1}’ /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: '{printf "%-20s %10d\n",$1,$3}' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: ‘{printf "Username: %s\n",$1}’ /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: ‘{printf “Username: %s,UID:%d\n",$1,$3}’ /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: ‘{printf "Username: %15s,UID:%d\n",$1,$3}’ /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: ‘{printf "Username: %-15s,UID:%d\n",$1,$3}’ /etc/passwd
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[root@wxin ~]# lsmod | awk -v FS=" " 'BEGIN{printf "%s %26s %10s\n","Module","Size","Used by"}{printf "%-20s %13d %5s %s\n",$1,$2,$3,$4}' /proc/modules
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```
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### 6. awk 运算符
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| 运算符 | 描述 |
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| :---------------------: | :------------------------------: |
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| = += -= *= /= %= ^= **= | 赋值 |
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| ?: | C条件表达式 |
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| \|\| | 逻辑或 |
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| && | 逻辑与 |
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| ~ 和 !~ | 匹配正则表达式和不匹配正则表达式 |
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| < <= > >= != == | 关系运算符 |
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| 空格 | 连接 |
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| + - | 加，减 |
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| * / % | 乘，除与求余 |
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| + - ! | 一元加，减和逻辑非 |
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| ^ *** | 求幂 |
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| ++ -- | 增加或减少，作为前缀或后缀 |
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| $ | 字段引用 |
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| in | 数组成员 |
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**示例：**
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过滤第一列大于2的行
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```bash
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[root@wxin ~]# awk '$1>2' log.txt
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3 Are you like awk
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This's a test
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10 There are orange,apple,mongo
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```
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过滤第一列等于2的行
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```bash
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[root@wxin ~]# awk '$1==2 {print $1,$3}' log.txt
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2 is
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```
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过滤第一列大于2并且第二列等于'Are'的行
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```bash
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[root@wxin ~]# awk '$1>2 && $2=="Are" {print $1,$2,$3}' log.txt
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3 Are you
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```
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过滤练习
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```bash
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[root@wxin ~]# awk -F: '$3 == 0' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: '$3 < 10' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: '$NF == "/bin/bash"' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: '$1 == "alice"' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: '$1 ~ /alic/ ' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: '$1 !~ /alic/ ' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# df -P | grep '/' |awk '$4 > 25000'
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```
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### 7. awk 变量
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**`awk`内置变量**
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| 变量 | 描述 |
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| :---------: | :--------------------------------------------------------: |
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| $n | 当前记录的第n个字段，字段间由FS分隔 |
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| $0 | 完整的输入记录 |
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| ARGC | 命令行参数的数目 |
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| ARGIND | 命令行中当前文件的位置(从0开始算) |
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| ARGV | 包含命令行参数的数组 |
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| CONVFMT | 数字转换格式(默认值为%.6g)ENVIRON环境变量关联数组 |
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| ERRNO | 最后一个系统错误的描述 |
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| FIELDWIDTHS | 字段宽度列表(用空格键分隔) |
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| FILENAME | 当前文件名 |
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| FNR | 各文件分别计数的行号 |
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| FS | 字段分隔符(默认是任何空格) |
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| IGNORECASE | 如果为真，则进行忽略大小写的匹配 |
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| NF | 一条记录的字段的数目 |
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| NR | 已经读出的记录数，就是行号，从1开始 |
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| OFMT | 数字的输出格式(默认值是%.6g) |
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| OFS | 输出记录分隔符（输出换行符），输出时用指定的符号代替换行符 |
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| ORS | 输出记录分隔符(默认值是一个换行符) |
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| RLENGTH | 由match函数所匹配的字符串的长度 |
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| RS | 记录分隔符(默认是一个换行符) |
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| RSTART | 由match函数所匹配的字符串的第一个位置 |
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| SUBSEP | 数组下标分隔符(默认值是/034) |
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**示例：**
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```bash
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[root@wxin ~]# awk -F: '{print $0}' /etc/passwd # $0
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[root@wxin ~]# awk -F: '{print NR, $0}' /etc/passwd /etc/hosts # NR
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[root@wxin ~]# awk -F: '{print FNR, $0}' /etc/passwd /etc/hosts # FNR
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[root@wxin ~]# awk -F: '{print $0,NF}' /etc/passwd # NF
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[root@wxin ~]# awk -F: '/alice/{print $1, $3}' /etc/passwd # FS
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[root@wxin ~]# awk -F'[ :\t]' '{print $1,$2,$3}' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk 'BEGIN{FS=":"} {print $1,$3}' /etc/passwd
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[root@wxin ~]# awk -F: '/alice/{print $1,$2,$3,$4}' /etc/passwd # OFS
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||
[root@wxin ~]# awk 'BEGIN{FS=":"; OFS="+++"} /^root/{print $1,$2,$3,$4}' passwd
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||
[root@wxin ~]# awk -F: 'BEGIN{RS=" "} {print $0}' a.txt # RS
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[root@wxin ~]# awk -F: 'BEGIN{ORS=""} {print $0}' passwd # ORS
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||
```
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- 字段分隔符: FS OFS 默认空格或制表符
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- 记录分隔符: RS ORS 默认换行符
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```bash
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# ORS 默认输出一条记录应该回车，加了一个空格
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[root@wxin ~]# awk 'BEGIN{ORS=" "} {print $0}' /etc/passwd # 将文件每一行合并为一行
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[root@wxin ~]# head -1 /etc/passwd > passwd1
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||
[root@wxin ~]# cat passwd1
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||
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
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||
[root@wxin ~]# awk 'BEGIN{RS=":"} {print $0}' passwd1
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root
|
||
x
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||
0
|
||
0
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root
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/root
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/bin/bash
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||
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||
[root@wxin ~]# awk 'BEGIN{RS=":"} {print $0}' passwd1 |grep -v '^$' > passwd2
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# 输出顺序号 NR, 匹配文本行号
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||
[root@wxin ~]# awk '{print NR,FNR,$1,$2,$3}' /etc/passwd
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||
1 1 root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
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||
2 2 bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
|
||
3 3 daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
|
||
4 4 adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
|
||
5 5 lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin
|
||
|
||
# 指定输出分割符
|
||
[root@wxin ~]# awk '{print $1,$2,$5}' OFS=" $ " /etc/passwd
|
||
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash $ $
|
||
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 $ $
|
||
```
|
||
|
||
**`awk`自定义变量（区分大小写）**
|
||
|
||
```shell
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||
在'{...}'前，需要用-v var=value：awk -v var=value '{...}'
|
||
在program 中直接定义：awk '{var=vlue}'
|
||
```
|
||
|
||
**`awk`使用外部变量**
|
||
|
||
在双引号的情况下使用
|
||
|
||
```bash
|
||
[root@wxin ~]# var="bash"
|
||
[root@wxin ~]# echo "unix script" |awk "gsub(/unix/,\"$var\")"
|
||
bash script
|
||
```
|
||
|
||
在单引号的情况下使用
|
||
|
||
```bash
|
||
[root@wxin ~]# var="bash"
|
||
[root@wxin ~]# echo "unix script" |awk 'gsub(/unix/,"'"$var"'")'
|
||
bash script
|
||
|
||
[root@wxin ~]# df -h
|
||
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
|
||
/dev/mapper/cl-root 2.8T 246G 2.5T 9% /
|
||
tmpfs 24G 20K 24G 1% /dev/shm
|
||
/dev/sda2 1014M 194M 821M 20% /boot
|
||
|
||
[root@wxin ~]# df -h |awk '{ if(int($5)>5){print $6":"$5} }'
|
||
/:9%
|
||
/boot:20%
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||
|
||
[root@wxin ~]# i=10
|
||
[root@wxin ~]# df -h |awk '{ if(int($5)>'''$i'''){print $6":"$5} }'
|
||
/boot:20%
|
||
```
|
||
|
||
AWK 参数-v（建议）
|
||
|
||
```bash
|
||
[root@wxin ~]# echo "unix script" |awk -v var="bash" 'gsub(/unix/,var)'
|
||
bash script
|
||
|
||
[root@wxin ~]# awk -v user=root -F: '$1 == user' /etc/passwd
|
||
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
|
||
```
|
||
|
||
### 8. awk 脚本
|
||
|
||
**`awk`脚本定义格式**
|
||
|
||
```shell
|
||
格式1：
|
||
BEGIN{} pattern{} END{}
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||
|
||
格式2：
|
||
#!/bin/awk -f
|
||
#add 'x' right
|
||
BEGIN{} pattern{} END{}
|
||
```
|
||
|
||
关于awk 脚本，需要注意两个关键词BEGIN和END。
|
||
|
||
- BEGIN{ 这里面放的是执行前的语句 }
|
||
- END {这里面放的是处理完所有的行后要执行的语句 }
|
||
- {这里面放的是处理每一行时要执行的语句}
|
||
|
||
- 格式1假设为`f1.awk`文件，格式2假设为`f2.awk`文件
|
||
|
||
```shell
|
||
awk [-v var=value] f1.awk [file]
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f2.awk [-v var=value] [var1=value1] [file]
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```
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- awk [-v var=value] f1.awk [file]，把处理阶段放到一个文件而已，展开后就是普通的`awk`语句。
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- f2.awk [-v var=value] [var1=value1] [file] 中 [-v var=value] 是在`BEGIN`之前设置的变量值，[var1=value1]是在BEGIN过程之后进行的，也就是说直到首行输入完成后，这个变量才可用。
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**示例：**
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示例一：
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创建一个文件（学生成绩表）
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```bash
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[root@wxin ~]# cat score.txt
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Marry 2143 78 84 77
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Jack 2321 66 78 45
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Tom 2122 48 77 71
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Mike 2537 87 97 95
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Bob 2415 40 57 62
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```
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定义 awk 脚本
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```bash
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[root@wxin ~]# cat cal.awk
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#!/bin/awk -f
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#运行前
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BEGIN {
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math = 0
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english = 0
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computer = 0
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printf "NAME NO. MATH ENGLISH COMPUTER TOTAL\n"
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printf "---------------------------------------------\n"
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}
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#运行中
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{
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math+=$3
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english+=$4
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computer+=$5
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printf "%-6s %-6s %4d %8d %8d %8d\n", $1, $2, $3,$4,$5, $3+$4+$5
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}
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#运行后
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END {
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printf "---------------------------------------------\n"
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printf " TOTAL:%10d %8d %8d \n", math, english, computer
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printf "AVERAGE:%10.2f %8.2f %8.2f\n", math/NR, english/NR, computer/NR
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}
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[root@wxin ~]# awk -f cal.awk score.txt
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NAME NO. MATH ENGLISH COMPUTER TOTAL
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---------------------------------------------
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Marry 2143 78 84 77 239
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Jack 2321 66 78 45 189
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Tom 2122 48 77 71 196
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Mike 2537 87 97 95 279
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Bob 2415 40 57 62 159
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---------------------------------------------
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TOTAL: 319 393 350
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AVERAGE: 63.80 78.60 70.00
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```
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示例二：
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```bash
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[root@wxin ~]# vim f1.awk
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{if($3>=1000)print $1,$3}
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awk -F: -f f1.awk /etc/passwd
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[root@wxin ~]# vim f2.awk
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#!/bin/awk –f
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# this is a awk script
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{if($3>=1000)print $1,$3}
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# chmod +x f2.awk
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f2.awk –F: /etc/passwd
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[root@wxin ~]# vim test.awk
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#!/bin/awk –f
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{if($3 >=min && $3<=max)print $1,$3}
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#chmod +x test.awk
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test.awk -F: min=100 max=200 /etc/passwd
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```
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