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shell 脚本：正则表达式
一、概述
1、概念
正则表达式是你所定义的模式模板，Linux工具可以用它来过滤文本。Linux工具（比如sed编辑器或gawk程序）能够在处理数据时使用正则表达式对数据进行模式匹配。如果数据匹配模式，它就会被接受并进一步处理；如果数据不匹配模式，它就会被滤掉。
数据流 → 正则表达式 → (1)匹配的数据 (2)滤掉的数据
正则表达式（Regular Expression，简称RE），是用于描述字符排列和匹配模式的一种语法规则。它主要用于字符串的分割、匹配、查找及替换操作。即正则表达式是一种文本模式，该模式描述在搜索文本时要匹配的一个或多个字符串。
简单来说，正则表达式是通过一些特殊字符的排序，用以删除、查找、替换一行或者多行文字字符串的程序。
2、作用
正则表达式通常用于判断语句中，用来检查某一字符串是否满足某一格式。正则表达式是由普通字符与元字符组成：
- 普通字符包括大小写字母、数字、标点符号及一些其他符号
- 元字符是指在正则表达式中具有特殊意义的专用字符，可以用来规定其前导字符（即位于元字符前面的字符）在目标对象中的出现模式
3、可达到的目的
给定一个正则表达式和另一个字符串，我们可以达到如下目的：
- 给定的字符串是否符合正则表达式的过滤逻辑（称作"匹配"）
- 可以通过正则表达式，从字符串中获取我们想要的特定部分
二、基础正则
1、基础正则常见元字符（支持的工具：grep、egrep、sed、awk）
| 元字符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
\ | 转义字符，用于取消特殊符号的含义 | \!, \n, \$ 等 |
^ | 匹配字符串开始的位置 | ^a, ^the, ^#, ^[a-z] |
$ | 匹配字符串结束的位置 | word$, ^$（匹配空行） |
. | 匹配除\n之外的任意的一个字符 | lo.*k, lo.k, l..k |
* | 匹配前面一个字符出现0次或者多次 | loo*k, lo*k |
[list] | 匹配list列表中的一个字符 | go[ola]d, [abc], [a-z], [a-z0-9], [0-9]（匹配任意一位数字） |
[^list] | 匹配任意非list列表中的一个字符 | [^0-9], [^A-Z0-9], [^a-z]（匹配任意一位非小写字母） |
\{n\} | 匹配前面一个字符n次 | lo\{2\}k, '[0-9]\{2\}'（匹配两位数字） |
\{n,\} | 匹配前面一个字符不少于n次 | lo\{2,\}k, '[0-9]\{2,\}'（匹配两位及两位以上数字） |
\{n,m\} | 匹配前面一个字符n到m次 | lo\{2,3\}k, '[0-9]\{2,3\}'（匹配两位到三位数字） |
注意：egrep、awk使用
{n}、{n,}、{n,m}匹配时，“{}“前不用加””
2、示例
示例原始文件
[root@yanyvhang ~]# vim a.txt
# 内容
lk
lok
look
loook
looooook
loooooaaak
looooooook
abbbbcd
abbbbcd666
ooooloooook
oooooolk
aoblck
labk
[root@yanyvhang ~]# vim b.txt
# 内容
aaabd
cdd
cdc
cdd
[root@yanyvhang ~]# vim c.txt
# 内容
lok
lo12k
lo1k
loAk
loBk
look
loak
lodk
abcd
1234
-
*匹配前面一个字符0次或者多次[root@yanyvhang ~]# grep "loo*k" a.txt [root@yanyvhang ~]# grep "lo*k" a.txt在文件
a.txt中搜索*表示前面的字符o可以出现零次或多次
-
.匹配除\n之外的任意的一个字符[root@yanyvhang ~]# grep "lo.*k" a.txt [root@yanyvhang ~]# grep "lo.k" a.txt [root@yanyvhang ~]# grep "l..k" a.txt在文件
a.txt中搜索.匹配任意单个字符，*表示前面的元素（即.）可以出现零次或多次即表示匹配任意长度的任意字符串
-
匹配次数控制
[root@yanyvhang ~]# grep "lo\{3\}k" a.txt
[root@yanyvhang ~]# grep "lo\{3,\}k" a.txt
[root@yanyvhang ~]# grep "lo\{3,5\}k" a.txt
{3\}前面的一个字符 （o） 出现3次
{3,\}前面的一个字符 （o） 出现不少于3次
{3,5\}前面的一个字符 （o） 出现3到5次
-
匹配字符串开始和结束的位置置
[root@yanyvhang ~]# grep "^c" b.txt [root@yanyvhang ~]# grep "d$" b.txt [root@yanyvhang ~]# grep "^$" b.txt^c匹配以c开头的字符串d$匹配以d结尾的字符串^$匹配空行
-
匹配列表中的字符或非列表字符
[root@yanyvhang ~]# grep "lo[a-zA-Z0-9]k" c.txt [root@yanyvhang ~]# grep "lo[ABo]k" c.txt [root@yanyvhang ~]# grep "lo[^a-zA-Z]k" c.txt [root@yanyvhang ~]# grep "[^a-zA-Z]" c.txtlo[a-zA-Z0-9]k表示在lo和k中匹配的字符为任意字母和数字lo[ABo]k表示在lo和k中匹配的字符为ABo中的一个lo[^a-zA-Z]k表示在lo和k中匹配的字符非字母[^a-zA-Z]表示非纯字母的字符串
三、扩展正则
扩展正则表达式在基础正则的基础上增加了更多元字符，功能更强大（常用工具：egrep, awk）
因为文档格式原因这里使用
I代替|（管道符，使用时请注意）
| 元字符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
+ | 匹配前面一个字符1次以上 | lo+k（匹配lok、look、loook等） |
? | 匹配前面一个字符0次或者1次 | lo?k（匹配lk或lok） |
() | 将括号中的字符串作为一个整体 | l(oo)+k（匹配look、looook等） |
I | 以或的方式匹配字符串 | l(oo I ab)k（匹配look或labk） |
{} | 允许为可重复的正则表达式指定一个上限（间隔） | {n}, {n,}, {n,m} |
注意：在扩展正则中，
{}前不需要加转义符\
-
匹配前面一个字符1次以上
[root@yanyvhang ~]# egrep "lo+k" a.txt
-
匹配前面一个字符0次或者1次
[root@yanyvhang ~]# egrep "lo?k" a.txt
-
将括号中的字符串作为一个整体
[root@yanyvhang ~]# egrep "l(oo)+k" a.txt
-
以或的方式匹配字条串
[root@yanyvhang ~]# egrep "l(oo|ab)+k" a.txt
-
允许为可重复的正则表达式指定一个上限
[root@yanyvhang ~]# egrep "lo{3}k" a.txt [root@yanyvhang ~]# egrep "lo{3,}k" a.txt [root@yanyvhang ~]# egrep "lo{3,5}k" a.txt
四、特殊的字符组
POSIX标准定义了一些特殊的字符组，用于匹配特定类型的字符：
| 字符组 | 描述 |
|---|---|
[[:alpha:]] | 匹配任意字母字符（大写或小写） |
[[:alnum:]] | 匹配任意字母数字字符（0-9, A-Z, a-z） |
[[:blank:]] | 匹配空格或制表符（Tab键） |
[[:digit:]] | 匹配0-9之间的数字 |
[[:lower:]] | 匹配小写字母字符（a-z） |
[[:print:]] | 匹配任意可打印字符 |
[[:punct:]] | 匹配标点符号 |
[[:space:]] | 匹配任意空白字符：空格、tab、换行等 |
[[:upper:]] | 匹配任意大写字母字符（A-Z） |
这些字符组在字符类中（即方括号内）使用，例如：
grep "[[:digit:]]" file.txt匹配包含数字的行