6.9 Linux sed命令的高级玩法

《Linux sed用法详解》一节给大家介绍了如何用 sed 命令的基本功能处理文本中的数据，所涵盖的知识点，可以满足日常大多数文本编辑需求。本节将介绍 sed 提供的一些高级功能，这些功能虽不常用，但知道这些功能的存在以及用法也是有必要的。

sed 多行命令

在学习 sed 命令的基础功能时，你可能注意到了一个局限，即所有的 sed 命令都只是针对单行数据执行操作，在 sed 命令读取缓冲区中的文本数据时，它会基于换行符的位置，将数据分成行，sed 会根据定义好的脚本命令一次处理一行数据。

但是，有时我们需要对跨多行的数据执行特定操作。比如说，在文本中查找一串字符串"https://www.linuxyz.cn"，它很有可能出现在两行中，每行各包含其中一部分。这时，如果用普通的 sed 编辑器命令来处理文本，就不可能发现这种被分开的情况。

幸运的是，sed 命令的设计人员已经考虑到了这种情况，并设计了对应的解决方案。sed 包含了三个可用来处理多行文本的特殊命令，分别是：

1. Next 命令（N）：将数据流中的下一行加进来创建一个多行组来处理。
2. Delete（D）：删除多行组中的一行。
3. Print（P）：打印多行组中的一行。

注意，以上命令的缩写，都为大写。

N 多行操作命令

N 命令会将下一行文本内容添加到缓冲区已有数据之后（之间用换行符分隔），从而使前后两个文本行同时位于缓冲区中，sed 命令会将这两行数据当成一行来处理。

下面这个例子演示的 N 命令的功能：

[root@localhost ~]# cat data2.txt
This is the header line.
This is the first data line.
This is the second data line.
This is the last line.
[root@localhost ~]# sed '/first/{ N ; s/\n/ / }' data2.txt
This is the header line.
This is the first data line. This is the second data line.
This is the last line.

在这个例子中，sed 命令查找含有单词 first 的那行文本。找到该行后，它会用 N 命令将下一行合并到那行，然后用替换命令 s 将换行符替换成空格。结果是，文本文件中的两行在 sed 的输出中成了一行。

如果要在数据文件中查找一个可能会分散在两行中的文本短语，如何实现呢？这里给大家一个实例：

[root@localhost ~]# cat data3.txt
On Tuesday, the Linux System
Administrator's group meeting will be held.
All System Administrators should attend.
Thank you for your attendance.
[root@localhost ~]# sed 'N ; s/System Administrator/Desktop User/' data3.txt
On Tuesday, the Linux Desktop User's group meeting will be held.
All Desktop Users should attend.
Thank you for your attendance.

用 N 命令将发现第一个单词的那行和下一行合并后，即使短语内出现了换行，你仍然可以找到它，这是因为，替换命令在 System 和 Administrator之间用了通配符（.）来匹配空格和换行符这两种情况。但当它匹配了换行符时，它就从字符串中删掉了换行符，导致两行合并成一行。这可能不是你想要的。

要解决这个问题，可以在 sed 脚本中用两个替换命令，一个用来匹配短语出现在多行中的情况，一个用来匹配短语出现在单行中的情况，比如：

[root@localhost ~]# sed 'N
\> s/System\nAdministrator/Desktop\nUser/
\> s/System Administrator/Desktop User/
\> ' data3.txt
On Tuesday, the Linux Desktop
User's group meeting will be held.
All Desktop Users should attend.
Thank you for your attendance.

第一个替换命令专门查找两个单词间的换行符，并将它放在了替换字符串中。这样就能在第一个替换命令专门在两个检索词之间寻找换行符，并将其纳入替换字符串。这样就允许在新文本的同样位置添加换行符了。

但这个脚本中仍有个小问题，即它总是在执行 sed 命令前将下一行文本读入到缓冲区中，当它到了后一行文本时，就没有下一行可读了，此时 N 命令会叫 sed 程序停止，这就导致，如果要匹配的文本正好在最后一行中，sed 命令将不会发现要匹配的数据。

解决这个 bug 的方法是，将单行命令放到 N 命令前面，将多行命令放到 N 命令后面，像这样：

[root@localhost ~]# sed '
\> s/System\nAdministrator/Desktop\nUser/
\> N
\> s/System Administrator/Desktop User/
\> ' data3.txt
On Tuesday, the Linux Desktop
User's group meeting will be held.
All Desktop Users should attend.
Thank you for your attendance.

现在，查找单行中短语的替换命令在数据流的后一行也能正常工作，多行替换命令则会负责短语出现在数据流中间的情况。

D 多行删除命令

sed 不仅提供了单行删除命令（d），也提供了多行删除命令 D，其作用是只删除缓冲区中的第一行，也就是说，D 命令将缓冲区中第一个换行符（包括换行符）之前的内容删除掉。

比如说：

[root@localhost ~]# cat data4.txt
On Tuesday, the Linux System
Administrator's group meeting will be held.
All System Administrators should attend.
[root@localhost ~]# sed 'N ; /System\nAdministrator/D' data4.txt
Administrator's group meeting will be held.
All System Administrators should attend.

文本的第二行被 N 命令加到了缓冲区，因此 sed 命令第一次匹配就是成功，而 D 命令会将缓冲区中第一个换行符之前（也就是第一行）的数据删除，所以，得到了如上所示的结果。

下面的例子中，它会删除数据流中出现在第一行前的空白行：

[root@localhost ~]# cat data5.txt

This is the header line.
This is a data line.

This is the last line.
[root@localhost ~]# sed '/^$/{N ; /header/D}' data5.txt
This is the header line.
This is a data line.

This is the last line.

sed会查找空白行，然后用 N 命令来将下一文本行添加到缓冲区。此时如果缓冲区的内容中含有单词 header，则 D 命令会删除缓冲区中的第一行。

P 多行打印命令

同 d 和 D 之间的区别一样，P（大写）命令和单行打印命令 p（小写）不同，对于具有多行数据的缓冲区来说，它只会打印缓冲区中的第一行，也就是首个换行符之前的所有内容。

例如，test.txt 文件中的内容如下：

[root@localhost ~]# cat test.txt
aaa
bbb
ccc
ddd
eee
fff

表 1 中是对 test.txt 文件中的内容分别用 p 命令和 P 命令后，产生的输出信息的对比。

第一个 sed 命令，每次都使用 N 将下一行内容追加到缓冲区内容的后面（用换行符间隔），也就是说，第一次时缓冲区中的内容为 aaa\nbbb，但 P（大写） 命令的作用的打印换行符之前的内容，也就是 aaa，之后则是 sed 在自动输出功能输出 aaa 和 bbb（sed 命令会自动将 \n 输出为换行），依次类推，就输出了所看到的结果。

第二个 sed 命令，使用的是 p （小写）单行打印命令，它会将缓冲区中的所有内容全部打印出来（\n 会自动输出为换行），因此，出现了看到的结果。

sed 保持空间

前面我们一直说，sed 命令处理的是缓冲区中的内容，其实这里的缓冲区，应称为模式空间。值得一提的是，模式空间并不是 sed 命令保存文件的唯一空间。sed 还有另一块称为保持空间的缓冲区域，它可以用来临时存储一些数据。

表 2 列出了 5 条可用来操作保持空间的命令。

通常，在使用 h 或 H 命令将字符串移动到保持空间后，最终还要用 g、G 或 x 命令将保存的字符串移回模式空间。保持空间最直接的作用是，一旦我们将模式空间中所有的文件复制到保持空间中，就可以清空模式空间来加载其他要处理的文本内容。

由于有两个缓冲区域，下面的例子中演示了如何用 h 和 g 命令来将数据在 sed 缓冲区之间移动。

[root@localhost ~]# cat data2.txt
This is the header line.
This is the first data line.
This is the second data line.
This is the last line.
[root@localhost ~]# sed -n '/first/ {h ; p ; n ; p ; g ; p }' data2.txt
This is the first data line.
This is the second data line.
This is the first data line.

这个例子的运行过程是这样的：

• sed脚本命令用正则表达式过滤出含有单词first的行；
• 当含有单词 first 的行出现时，h 命令将该行放到保持空间；
• p 命令打印模式空间也就是第一个数据行的内容；
• n 命令提取数据流中的下一行（This is the second data line），并将它放到模式空间；
• p 命令打印模式空间的内容，现在是第二个数据行；
• g 命令将保持空间的内容（This is the first data line）放回模式空间，替换当前文本；
• p 命令打印模式空间的当前内容，现在变回第一个数据行了。

sed改变指定流程

b 分支命令

通常，sed 程序的执行过程会从第一个脚本命令开始，一直执行到最后一个脚本命令（D 命令是个例外，它会强制 sed 返回到脚本的顶部，而不读取新的行）。sed 提供了 b 分支命令来改变命令脚本的执行流程，其结果与结构化编程类似。

b 分支命令基本格式为：

[address]b [label]

其中，address 参数决定了哪些行的数据会触发分支命令，label 参数定义了要跳转到的位置。

需要注意的是，如果没有加 label 参数，跳转命令会跳转到脚本的结尾，比如：

[root@localhost ~]# cat data2.txt
This is the header line.
This is the first data line.
This is the second data line.
This is the last line.
[root@localhost ~]# sed '{2,3b ; s/This is/Is this/ ; s/line./test?/}' data2.txt
Is this the header test?
This is the first data line.
This is the second data line.
Is this the last test?

可以看到，因为 b 命令未指定 label 参数，因此数据流中的第2行和第3行并没有执行那两个替换命令。

如果我们不想直接跳到脚本的结尾，可以为 b 命令指定一个标签（也就是格式中的 label，最多为 7 个字符长度）。在使用此该标签时，要以冒号开始（比如 :label2），并将其放到要跳过的脚本命令之后。这样，当 sed 命令匹配并处理该行文本时，会跳过标签之前所有的脚本命令，但会执行标签之后的脚本命令。

比如说：

[root@localhost ~]# sed '{/first/b jump1 ; s/This is the/No jump on/
\> :jump1
\> s/This is the/Jump here on/}' data2.txt
No jump on header line
Jump here on first data line
No jump on second data line
No jump on last line

在这个例子中，如果文本行中出现了 first，程序的执行会直接跳到 jump1 标签之后的脚本行。如果分支命令的模式没有匹配，sed 会继续执行所有的脚本命令。

b 分支命令除了可以向后跳转，还可以向前跳转，例如：

[root@localhost ~]# echo "This, is, a, test, to, remove, commas." | sed -n '{
\> :start
\> s/,//1p
\> /,/b start
\> }'
This is, a, test, to, remove, commas.
This is a, test, to, remove, commas.
This is a test, to, remove, commas.
This is a test to, remove, commas.
This is a test to remove, commas.
This is a test to remove commas.

在这个例子中，当缓冲区中的行内容中有逗号时，脚本命令就会一直循环执行，每次迭代都会删除文本中的第一个逗号，并打印字符串，直至内容中没有逗号。

t 测试命令

类似于 b 分支命令，t 命令也可以用来改变 sed 脚本的执行流程。t 测试命令会根据 s 替换命令的结果，如果匹配并替换成功，则脚本的执行会跳转到指定的标签；反之，t 命令无效。

测试命令使用与分支命令相同的格式：

[address]t [label]

跟分支命令一样，在没有指定标签的情况下，如果 s 命令替换成功，sed 会跳转到脚本的结尾（相当于不执行任何脚本命令）。例如：

[root@localhost ~]# sed '{
\> s/first/matched/
\> t
\> s/This is the/No match on/
\> }' data2.txt
No match on header line
This is the matched data line
No match on second data line
No match on last line

此例中，第一个替换命令会查找模式文本 first，如果匹配并替换成功，命令会直接跳过后面的替换命令；反之，如果第一个替换命令未能匹配成功，第二个替换命令就会被执行。

再举个例子：

[root@localhost ~]# echo "This, is, a, test, to, remove, commas. " | sed -n '{
\> :start
\> s/,//1p
\> t start
\> }'
This is, a, test, to, remove, commas.
This is a, test, to, remove, commas.
This is a test, to, remove, commas.
This is a test to, remove, commas.
This is a test to remove, commas.
This is a test to remove commas.