Linux下的awk文本分析命令详解

一.简介

　　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。

　　awk的处理文本和数据的方式：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。下面介绍的awk是以GUN的gawk为例的，在linux系统中已把awk链接到gawk，所以下面全部以awk进行介绍。

二.awk命令格式和选项

2.1 awk的语法有两种形式

1. 命令行方式
　　awk [-F field-separator] 'commands' input-file(s)
　　其中，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。
　　在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。
  2. 将所有的awk命令插入一个单独文件，然后调用:
　　awk -f awk-script-file input-file(s)
　　其中，-f选项加载awk-script-file中的awk脚本，input-file(s)跟上面的是一样的。

2.2 命令选项

（1）-F fs or --field-separator fs ：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:。

（2）-v var=value or --asign var=value ：赋值一个用户定义变量。

（3）-f scripfile or --file scriptfile ：从脚本文件中读取awk命令。

（4）-mf nnn and -mr nnn ：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。

（5）-W compact or --compat, -W traditional or --traditional ：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。

（6）-W copyleft or --copyleft, -W copyright or --copyright ：打印简短的版权信息。

（7）-W help or --help, -W usage or --usage ：打印全部awk选项和每个选项的简短说明。

（8）-W lint or --lint ：打印不能向传统unix平台移植的结构的警告。

（9）-W lint-old or --lint-old ：打印关于不能向传统unix平台移植的结构的警告。

（10）-W posix ：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。

（11）-W re-interval or --re-inerval ：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:]]。

（12）-W source program-text or --source program-text ：使用program-text作为源代码，可与-f命令混用。

（13）-W version or --version ：打印bug报告信息的版本。

三. 使用方法

#awk '{pattern + action}' {filenames}

　　尽管操作可能会很复杂，但语法总是这样，其中 pattern 表示 AWK 在数据中查找的内容，而 action 是在找到匹配内容时所执行的一系列命令。花括号（{}）不需要在程序中始终出现，但它们用于根据特定的模式对一系列指令进行分组。 pattern就是要表示的正则表达式，用斜杠括起来。

　　awk语言的最基本功能是在文件或者字符串中基于指定规则浏览和抽取信息，awk抽取信息后，才能进行其他文本操作。完整的awk脚本通常用来格式化文本文件中的信息。

　　通常，awk是以文件的一行为处理单位的。awk每接收文件的一行，然后执行相应的命令，来处理文本。

　　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。

3.1. 模式

　　模式可以是以下任意一个：

（1）正则表达式：使用通配符的扩展集。

（2）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（3）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。

（4）模式匹配表达式：用运算符~(匹配)和~!(不匹配)。

（5）模式，模式：指定一个行的范围。该语法不能包括BEGIN和END模式。

（6）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。

（7）END：让用户在最后一条输入记录被读取之后发生的动作。

3.2. 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：

（1）变量或数组赋值

（2）输出命令

（3）内置函数

（4）控制流命令

四. 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)。

e.g 有两个文件a 和b

awk '{if(ARGIND==1){print "处理a文件"} if(ARGIND==2){print "处理b文件"}}' a b
文件处理的顺序是先扫描完a文件，再扫描b文件

NR 　　已经读出的记录数
FNR   　当前文件的记录数
上面的例子也可以写成这样：
awk 'NR==FNR{print "处理文件a"} NR > FNR{print "处理文件b"}' a b
输入文件a和b，由于先扫描a，所以扫描a的时候必然有NR==FNR，然后扫描b的时候，FNR从1开始计数，而NR则接着a的行数继续计数，所以NR > FNR

e.g 要显示文件的第10行至第15行
awk 'NR==10,NR==15{print}' a

FS 　　输入字段分隔符（缺省为:space:），相当于-F选项
awk -F ':' '{print}' a    和   awk 'BEGIN{FS=":"}{print}' a 是一样的

OFS输出字段分隔符（缺省为:space:）
awk -F ':' 'BEGIN{OFS=";"}{print $1,$2,$3}' b
如果cat b为
1:2:3
4:5:6
那么把OFS设置成";"后就会输出
1;2;3
4;5;6
（小注释：awk把分割后的第1、2、3个字段用$1,$2,$3...表示，$0表示整个记录（一般就是一整行））

NF：当前记录中的字段个数
awk -F ':' '{print NF}' b的输出为
3
3
表明b的每一行用分隔符":"分割后都3个字段
可以用NF来控制输出符合要求的字段数的行，这样可以处理掉一些异常的行
awk -F ':' '{if (NF == 3)print}' b

RS：输入记录分隔符，缺省为"\n"
缺省情况下，awk把一行看作一个记录；如果设置了RS，那么awk按照RS来分割记录
例如，如果文件c，cat c为
hello world; I want to go swimming tomorrow;hiahia
运行 awk 'BEGIN{ RS = ";" } {print}' c 的结果为
hello world
I want to go swimming tomorrow
hiahia
合理的使用RS和FS可以使得awk处理更多模式的文档，例如可以一次处理多行，例如文档d cat d的输出为
1 2
3 4 5

6 7
8 9 10
11 12

hello
每个记录使用空行分割，每个字段使用换行符分割，这样的awk也很好写
awk 'BEGIN{ FS = "\n"; RS = ""} {print NF}' d 输出
2
3
1

ORS：输出记录分隔符，缺省为换行符，控制每个print语句后的输出符号
awk 'BEGIN{ FS = "\n"; RS = ""; ORS = ";"} {print NF}' d 输出
2;3;1

五. awk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

六. 记录和域

6.1. 记录

　　awk把每一个以换行符结束的行称为一个记录。

　　记录分隔符：默认的输入和输出的分隔符都是回车，保存在内建变量ORS和RS中。

　　$0变量：它指的是整条记录。如$ awk '{print $0}' test将输出test文件中的所有记录。

　　变量NR：一个计数器，每处理完一条记录，NR的值就增加1。

　　如$ awk '{print NR,$0}' test将输出test文件中所有记录，并在记录前显示记录号。

6.2. 域

　　记录中每个单词称做“域”，默认情况下以空格或tab分隔。awk可跟踪域的个数，并在内建变量NF中保存该值。如$ awk '{print $1,$3}' test将打印test文件中第一和第三个以空格分开的列(域)。

6.3. 域分隔符

内建变量FS保存输入域分隔符的值，默认是空格或tab。我们可以通过-F命令行选项修改FS的值。如$ awk -F: '{print $1,$5}' test将打印以冒号为分隔符的第一，第五列的内容。

可以同时使用多个域分隔符，这时应该把分隔符写成放到方括号中，如$awk -F'[:/t]' '{print $1,$3}' test，表示以空格、冒号和tab作为分隔符。

输出域的分隔符默认是一个空格，保存在OFS中。如$ awk -F: '{print $1,$5}' test，$1和$5间的逗号就是OFS的值。

七. 匹配操作符(~)

用来在记录或者域内匹配正则表达式。如$ awk '$1 ~/^root/' test将显示test文件第一列中以root开头的行。

八. 比较表达式

　　conditional expression1 ? expression2: expression3，

　　例如：
　　$ awk '{max = {$1 > $3} ? $1: $3: print max}' test。如果第一个域大于第三个域，$1就赋值给max，否则$3就赋值给max。

　　$ awk '$1 + $2 < 100' test。如果第一和第二个域相加小于100，则打印这些行。

　　$ awk '$1 > 5 && $2 < 10' test,如果第一个域大于5，并且第二个域小于10，则打印这些行。

九. 范围模板

　　范围模板匹配从第一个模板的第一次出现到第二个模板的第一次出现之间所有行。如果有一个模板没出现，则匹配到开头或末尾。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。