shell 字符串处理汇总（查找，替换等等）

字符串：

• 简称“串”。有限字符的序列。数据元素为字符的线性表，是一种数据的逻辑结构。在计算机中可有不同的存储结构。在串上可进行求子串、插入字符、删除字符、置换字符等运算。

字符：

• 计算机程序设计及操作时使用的符号。包括字母、数字、空格符、提示符及各种专用字符等。

一般字符的运算包括：

• 第一、找出字符或者字符串的类型，是数字、字母还是其他特定字符，是可打印字符，还是不可打印字符（一些控制字符）。
• 第二、找出组成字符串的字符个数和字符串的存储结构（比如数组）。
• 第三、对串的常规操作：求子串、插入字符、删除字符、置换字符、字符串的比较等。
• 第四、对串的一些比较复杂而有趣的操作，这里将在最后介绍一些有趣的范例。

1. 字符串的属性

字符有可能是数字、字母、空格、其他特殊字符，而字符串有可能是它们任何一种或者多种的组合，在组合之后还可能形成一个具有特定意义的字符串，诸如邮件地址，URL地址等。
概要示例: 下面我们来看看如何判断字符的类型。

 

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// 数字或者数字组合（能够返回结果，即程序退出状态是0，说明属于这种类型，反之不然） $ i=5;j=9423483247234; $ echo $i | grep [0-9]* 5 $ echo $j | grep [0-9]* 9423483247234 $ echo $j | grep [0-9]* >/dev/null $ echo $? 0 // 字符组合（小写字母、大写字母、两者的组合） $ c="A"; d="fwefewjuew"; e="fewfEFWefwefe" $ echo $c | grep [A-Z] A $ echo $d | grep "[a-z]*" fwefewjuew $ echo $e | grep "[a-zA-Z]*" fewfEFWefwefe // 字母和数字的组合 $ ic="432fwfwefeFWEwefwef" $ echo $ic | grep "[0-9a-zA-Z]*" 432fwfwefeFWEwefwef // 空格或者Tab键等 $ echo " " | grep " "    $ echo -e " " | grep "[[:space:]]" #[[:space:]]会同时匹配空格和TAB键   $ echo -e " " | grep "[[:space:]]"   $ echo -e " " | grep "<tab>" #<tab>为在键盘上按下TAB键，而不是字符<tab> // 匹配邮件地址 $ echo "test2007@lzu.cn" | grep "[0-9a-zA-Z.]*@[0-9a-zA-Z.]" test2007@lzu.cn // 匹配URL地址(以http链接为例） $ echo "http://news.lzu.edu.cn/article.jsp?newsid=10135" | grep "http://[0-9a-zA-Z./=?]*" http://news.lzu.edu.cn/article.jsp?newsid=10135

说明：
[1] /dev/null和/dev/zero是非常有趣的两个设备，它们都犹如一个黑洞，什么东西掉进去都会消失殆尽；后者则是一个能源箱，你总能从那里取到0，直到你退出。
[2] [[:space:]]是grep用于匹配空格或者TAB键类型字符串的一种标记，其他类似的标记请查看grep的帮助,man grep。
[3] 上面都是用grep来进行模式匹配，实际上sed, awk都可以用来做模式匹配，关于匹配中用到的正则匹配模式知识，大家可以参考正则匹配模式，更多相关资料请看参考资料。
[4] 如果仅仅想判断字符串是否为空，即判断字符串的长度是否为零，那么可以简单的通过test命令的-z选项来判断，具体用法见test命令，man test.

概要示例: 判断字符是否可打印？如何控制字符在终端的显示。

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

// 用grep判断某个字符是否为可打印字符 $ echo " " | grep "[[:print:]]" $ echo $? 0 $ echo -e " " | grep "[[:print:]]" $ echo $? 1 // 用echo的-e选项在屏幕控制字符显示位置、颜色、背景等 $ echo -e "33[31;40m" #设置前景色为黑色，背景色为红色 $ echo -e "33[11;29H Hello, World!" #在屏幕的第11行，29列开始打印字符串Hello,World! // 在屏幕的某个位置动态显示当前系统时间 $ while :; do echo -e "33[11;29H "$(date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S"); done // 用col命令过滤掉某些控制字符，在处理诸如script,screen等截屏命令的输出结果时，很有用 $ screen -L $ cat /bin/cat $ exit $ cat screenlog.0 | col -b   # 把一些控制字符过滤后，就可以保留可读的操作日志

更多关于字符在终端的显示控制方法，请参考资料[20]和字符显示实例[21]：用shell实现的一个动态时钟。

1.2 字符串的长度

概要示例: 除了组成字符串的字符类型外，字符串还有哪些属性呢？组成字符串的字符个数。下面我们来计算字符串的长度，即所有字符的个数，并简单介绍几种求字符串中指定字符个数的方法。

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

// 计算某个字符串的长度，即所有字符的个数[这计算方法是五花八门，择其优着而用之] $ var="get the length of me" $ echo ${var}     # 这里等同于$var get the length of me $ echo ${#var} 20 $ expr length "$var" 20 $ echo $var | awk '{printf("%d ", length($0));}' 20 $ echo -n $var |  wc -c 20 // 计算某些指定一个字符或者多个字符的个数 $ echo $var | tr -cd g | wc -c 2 $ echo -n $var | sed -e 's/[^g]//g' | wc -c 2 $ echo -n $var | sed -e 's/[^gt]//g' | wc -c 5 // 如果要统计单词个数，更多相关信息见《shell编程之数值计算》之 _单词统计_ 实例。 $ echo $var | wc -w 5 $ echo "$var" | tr " " " " | grep get | uniq -c 1 $ echo "$var" | tr " " " " | grep get | wc -l 1

 

1 2	stringZ=abcABC123ABCabc echo `expr "$stringZ" : '.*'`    # 15

说明：

${}操作符在Bash里头一个“大牛”，能胜任相当多的工作，具体就看看网中人的《shell十三问》之《Shell十三问》之"$(( )) 與 $( ) 還有${ } 差在哪？" 吧。

在一个文本文件的段落之间插入空行

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

#!/bin/bash # paragraph-space.sh   # 在一个单倍行距的文本文件中插入空行. # Usage: $0 <FILENAME    MINLEN=45        # 可能需要修改这个值. #  假定行的长度小于$MINLEN所指定的长度的时候 #+ 才认为此段结束.   while read line  # 提供和输入文件一样多的行... do    echo "$line"   # 输入所读入的行本身.       len=${#line}    if [ "$len" -lt "$MINLEN" ]      then echo    # 在短行(译者注: 也就是小于$MINLEN个字符的行)后面添加一个空行.    fi  done    exit 0

索引

expr index $string $substring

在字符串$string中所匹配到的$substring第一次所出现的位置.

 

1 2 3 4 5 6

stringZ=abcABC123ABCabc echo `expr index "$stringZ" C12`             # 6                                             # C 字符的位置.   echo `expr index "$stringZ" 1c`              # 3  # 'c' (in #3 position) matches before '1'.

这与C语言中的strchr()函数非常相似.

1.3 字符串的存储

在我们看来，字符串是一连串的字符而已，但是为了操作方便，我们往往可以让字符串呈现出一定的结构。在这里，我们不关心字符串在内存中的实际存储结构，仅仅关系它呈现出来的逻辑结构。比如，这样一个字符串："get the length of me"，我们可以从不同的方面来呈现它。

1.3.1 通过字符在串中的位置来呈现它

这样我们就可以通过指定位置来找到某个子串。这在c语言里头通常可以利用指针来做。而在shell编程中，有很多可用的工具，诸如expr，awk都提供了类似的方法来实现子串的查询动作。两者都几乎支持模式匹配(match)和完全匹配(index)。这在后面的字符串操作中将详细介绍。

匹配字符串开头的子串长度

expr match "$string" '$substring'

        $substring是一个正则表达式.

expr "$string" : '$substring'

        $substring是一个正则表达式.

 

1 2 3 4 5

stringZ=abcABC123ABCabc #       |------|   echo `expr match "$stringZ" 'abc[A-Z]*.2'`   # 8 echo `expr "$stringZ" : 'abc[A-Z]*.2'`       # 8

1.3.2 根据某个分割符来取得字符串的各个部分

这里最常见的就是行分割符、空格或者TAB分割符了，前者用来当行号，我们似乎已经司空见惯了，因为我们的编辑器就这样“莫名”地处理着行分割符（在unix下为 ，在其他系统下有一些不同，比如windows下为 )。而空格或者TAB键经常用来分割数据库的各个字段，这似乎也是司空见惯的事情。

正是因为这样，所以产生了大量优秀的行编辑工具，诸如grep,awk,sed等。在“行内”（姑且这么说吧，就是处理单行，即字符串里头不再包含行分割符）的字符串分割方面，cut和awk提供了非常优越的“行内”（处理单行）处理能力。

1.3.3 更方便地处理用分割符分割好的各个部分

同样是用到分割符，但为了更方便的操作分割以后的字符串的各个部分，我们抽象了“数组”这么一个数据结构，从而让我们更加方便地通过下标来获取某个指定的部分。bash提供了这么一种数据结构，而优秀的awk也同样提供了它，我们这里将简单介绍它们的用法。

概要示例：利用数组存放"get the length of me"的用空格分开的各个部分。

 

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//1. bash提供的数组数据结构，它是以数字为下标的，和C语言从0开始的下标一样 $ var="get the length of me" $ var_arr=($var)    #这里把字符串var存放到字符串数组var_arr中了，默认以空格作为分割符 $ echo ${var_arr[0]} ${var_arr[1]} ${var_arr[2]} ${var_arr[3]} ${var_arr[4]} get the length of me $ echo ${var_arr[@]}    #这个就是整个字符串所有部分啦，这里可以用*代替@，下同 get the length of me $ echo ${#var_arr[@]}    #记得上面求某个字符串的长度么，#操作符，如果想求某个数组元素的字符串长度，那么就把@换成下标吧 5 // 你也可以直接给某个数组元素赋值 $ var_arr[5]="new_element" $ echo ${var_arr[5]} 6 $ echo ${var_arr[5]} new_element // bash里头实际上还提供了一种类似于“数组”的功能，即"for i in 用指定分割符分开的字符串" 的用法 // 即，你可以很方便的获取某个字符串的某个部分 $  for i in $var; do echo -n $i" "; done; get the length of me   //2. awk里头的数组，注意比较它和bash提供的数组的异同 // split把一行按照空格分割，存放到数组var_arr中，并返回数组的长度。注意：这里的第一个元素下标不是0，而是1 $ echo $var | awk '{printf("%d %s ", split($0, var_arr, " "), var_arr[1]);}' 5 get // 实际上，上面的操作很类似awk自身的行处理功能：awk默认把一行按照空格分割为多个域，并可以通过$1,$2,$3...来获取,$0表示整行 // 这里的NF是该行的域的总数，类似于上面数组的长度，它同样提供了一种通过“下标”访问某个字符串的功能 $ echo $var | awk '{printf("%d | %s %s %s %s %s | %s ", NF, $1, $2, $3, $4, $5, $0);}' 5 | get the length of me | get the length of me // awk的“数组”功能何止于此呢，看看它的for引用吧，注意，这个和bash里头的for不太一样，i不是元素本身，而是下标 $ echo $var | awk '{split($0, var_arr, " "); for(i in var_arr) printf("%s ",var_arr);}' get the length of me $ echo $var | awk '{split($0, var_arr, " "); for(i in var_arr) printf("%s ",i);}' 1 2 3 4 5 // awk还有更“厉害”的处理能力，它的下标可以不是数字，而可以是字符串，从而变成了“关联”数组，这种“关联”的作用在某些方便将让我们非常方便 // 比如，我们这里就实现一个非凡的应用，把某个文件中的某个系统调用名替换成地址，如果你真正用起它，你会感慨它的“鬼斧神工”的。 // 这就是我在一个场合最好才发现的随好的实现方案：有兴趣看看awk手册帖子中我在3楼回复的实例吧。 $ cat symbol sys_exit sys_read sys_close $ ls /boot/System.map* $ awk '{if(FILENAME ~ "System.map") map[$3]=$1; else {printf("%s ", map[$1])}}' /boot/System.map-2.6.20-16-generic symbol c0129a80 c0177310 c0175d80 // 另外，awk还支持删除某个数组元素，如果你不用了就可以用delete函数给删除掉。如果某些场合有需要的话，别忘了awk还支持二维数组。

2. 字符串常规操作

字符串操作包括取子串、查询子串、插入子串、删除子串、子串替换、子串比较、子串排序、子串进制转换、子串编码转换等。

2.1 取子串

概要示例：取子串的方法主要有：直接到指定位置求子串，字符匹配求子串。

${string:position}

在$string中从位置$position开始提取子串.

如果$string是"*"或者"@", 那么将会提取从位置$position开始的位置参数.[1]

${string:position:length}

在$string中从位置$position开始提取$length长度的子串.

如果$string参数是"*"或"@", 那么将会从$position位置开始提取$length个位置参数, 但是由于可能没有$length个位置参数了, 那么就有几个位置参数就提取几个位置参数.

expr substr $string $position $length

在$string中从$position开始提取$length长度的子串.

expr match "$string" '($substring)'

从$string的开始位置提取$substring,$substring是正则表达式.

expr "$string" : '($substring)'

从$string的开始位置提取$substring,$substring是正则表达式.

expr match "$string" '.*($substring)'

从$string的结尾提取$substring,$substring是正则表达式.

expr "$string" : '.*($substring)'

从$string的结尾提取$substring,$substring是正则表达式.

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43

// 按照位置取子串，比如从什么位置开始，取多少个字符 $ var="get the length of me" $ echo ${var:0:3} get $ echo ${var:(-2)}   # 方向相反呢 me $ echo `expr substr "$var" 5 3` #记得把$var引起来，否则expr会因为空格而解析错误 the $ echo $var | awk '{printf("%s ", substr($0, 9, 6))}' length   // 匹配字符求子串 $ echo ${var%% *} #从右边开始计算，删除最左边的空格右边的所有字符 get $ echo ${var% *} #从右边开始计算，删除第一个空格右边的所有字符 get the length of $ echo ${var##* }  #从左边开始计算，删除最右边的空格左边的所有字符 me $ echo ${var#* }  #从左边开始计算，删除第一个空格左边的所有字符 the length of me   $ echo $var | awk '{printf("%s ", $1);}' # awk把$var按照空格分开为多个变量，依次为$1,$2,$3,$4,$5 get $ echo $var | awk '{printf("%s ", $5);}' me   $ echo $var | cut -d" " -f 5  #差点把cut这个小东西忘记啦，用起来和awk类似, -d指定分割符，如同awk用-F指定分割符一样，-f指定“域”，如同awk的$数字。   $ echo $var | sed 's/ [a-z]*//g'  #删除所有 空格＋字母串 的字符串，所以get后面的全部被删除了 get $ echo $var | sed 's/[a-z]* //g' me   $ echo $var | tr " " " " | sed -n 1p #sed有按地址（行）打印(p)的功能，记得先用tr把空格换成行号 get $ echo $var | tr " " " " | sed -n 5p me   // tr也可以用来取子串哦，它也可以类似#和%来“拿掉”一些字符串来实现取子串 $ echo $var | tr -d " " getthelengthofme $ echo $var | tr -cd "[a-z]" #把所有的空格都拿掉了，仅仅保留字母字符串，注意-c和-d的用法 getthelengthofme

说明：
[1] %和#的区别是，删除字符的方向不一样,前者在右，后者在左，%%和%,##和#的方向是前者是最大匹配，后者是最小匹配。(好的记忆方法见网中人的键盘记忆法:#$%是键盘依次从左到右的三个键)
[2] tr的-c选项是complement的缩写，即invert，而-d选项是删除的意思，tr -cd "[a-z]"这样一来就变成保留所有的字母啦。

对于字符串的截取，实际上还有一些命令，如果head,tail等可以实现有意思的功能，可以截取某个字符串的前面、后面指定的行数或者字节数。例如：

 

1 2 3 4

$ echo "abcdefghijk" | head -c 4 abcd $ echo -n "abcdefghijk" | tail -c 4 hijk

2.2. 查询子串

概要示例：子串查询包括：返回符合某个模式的子串本身和返回子串在目标串中的位置。

准备：在进行下面的操作之前，请把http://oss.lzu.edu.cn/blog/blog.php?do_showone/tid_1385.html 链 接中的内容复制到一个文本text里头，用于下面的操作。

// 查询子串在目标串中的位置
$ var="get the length of me"
$ expr index "$var" t        #貌似仅仅可以返回某个字符或者多个字符中第一个字符出现的位置
3 
$ echo $var | awk '{printf("%d ", match($0,"the"));}'    #awk却能找出字串,match还可以匹配正则表达式
5

// 查询子串，返回包含子串的行(awk,sed都可以实现这些功能,但是grep最擅长）
$ grep "consists of" text   # 查询text文件包含consists of的行，并打印这些行
$ grep "consists[[:space:]]of" -n -H text # 打印文件名，子串所在行的行号和该行的内容
$ grep "consists[[:space:]]of" -n -o text # 仅仅打印行号和匹配到的子串本身的内容
$ awk '/consists of/{ printf("%s:%d:%s ",FILENAME, FNR, $0)}' text #看到没？和grep的结果一样
$ sed -n -e '/consists of/=;/consists of/p' text #同样可以打印行号

2.3. 子串替换

子串替换就是把某个指定的子串替换成其他的字符串，实际上这里就蕴含了“插入子串”和“删除子串”的操作。例如，你想插入某个字符串到某个子串之 前，就可以把原来的子串替换成”子串+新的字符串“，如果想删除某个子串，就把子串替换成空串。不过有些工具提供了一些专门的用法来做插入子串和删除子串 的操作，所以呆伙还是会专门介绍的。另外，要想替换掉某个子串，一般都是先找到子串（查询子串），然后再把它替换掉的，实质上很多工具在使用和设计上都体 现了这么一点。

${string/substring/replacement}

使用$replacement来替换第一个匹配的$substring.

${string//substring/replacement}

使用$replacement来替换所有匹配的$substring.

${string/#substring/replacement}

如果$substring匹配$string的开头部分, 那么就用$replacement来替换$substring.

${string/%substring/replacement}

如果$substring匹配$string的结尾部分, 那么就用$replacement来替换$substring.

概要示例：下面我们把变量var中的空格替换成下划线看看。

// 用{}运算符，还记得么？网中人的教程。
$ var="get the length of me"
$ echo ${var/ /_}        #把第一个空格替换成下划线
get_the length of me
$ echo ${var// /_}        #把所有空格都替换成了下划线了
get_the_length_of_me

// 用awk，awk提供了转换的最小替换函数sub和全局替换函数gsub，类似/和//
$ echo $var | awk '{sub(" ", "_", $0); printf("%s ", $0);}'
get_the length of me
$ echo $var | awk '{gsub(" ", "_", $0); printf("%s ", $0);}'
get_the_length_of_me

// 用sed了，子串替换可是sed的特长
$ echo $var | sed -e 's/ /_/'    #s <= substitude
get_the length of me
$ echo $var | sed -e 's/ /_/g'    #看到没有，简短两个命令就实现了最小匹配和最大匹配g <= global
get_the_length_of_me

// 有忘记tr命令么？可以用替换单个字符的
$ echo $var | tr " " "_"
get_the_length_of_me
$ echo $var | tr '[a-z]' '[A-Z]'   #这个可有意思了，把所有小写字母都替换为大写字母
GET THE LENGTH OF ME

说明：sed还有很有趣的标签用法呢，下面再介绍吧。

有一种比较有意思的字符串替换是，整个文件行的倒置，这个可以通过tac命令实现，它会把文件中所有的行全部倒转过来。在一定意义上来说，排序实际 上也是一个字符串替换。

在替换子串时再提供一些tr的用法：

 

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tr用来从标准输入中通过替换或删除操作，进行字符转换。tr主要用于删除文件中控制字符或进行字符转换。使用tr时要转换两个字符串：字符串1用于查询，字符串2用于处理各种转换，tr刚执行时，字符串1中的字符被映射到字符串2中的字符，然后转换操作开始。   1、用法和选项 用法：   tr [选项]... SET1 [SET2]   说明：   tr命令用于从标准输入中替换、缩减和/或删除字符，并将结果写到标准输出。   选项：   -c, -C, --complement          首先补足SET1 -d, --delete                    删除匹配SET1 的内容，并不作替换 -s, --squeeze-repeats   如果匹配于SET1 的字符在输入序列中存在连续的重复，在替换时会被统一缩为一个字符的长度 -t, --truncate-set1       先将SET1 的长度截为和SET2 相等 --help                            显示此帮助信息并退出 --version                       显示版本信息并退出 2、SET字符串   SET 是一组字符串，一般都可按照字面含义理解。解析序列如下：   NNN          #八进制值为NNN 的字符(1 至3 个数位)   \            #反斜杠   a            #终端鸣响               #退格   f            #换页               #换行               #回车               #水平制表符   v            #垂直制表符   字符1-字符2    #从字符1 到字符2 的升序递增过程中经历的所有字符   [字符*]       #在SET2 中适用，指定字符会被连续复制直到吻合设置1 的长度   [字符*次数]    #对字符执行指定次数的复制，若次数以 0 开头则被视为八进制数   [:alnum:]     #所有的字母和数字   [:alpha:]     #所有的字母   [:blank:]     #所有呈水平排列的空白字符   [:cntrl:]     #所有的控制字符   [:digit:]     #所有的数字   [:graph:]     #所有的可打印字符，不包括空格   [:lower:]     #所有的小写字母   [:print:]     #所有的可打印字符，包括空格   [:punct:]     #所有的标点字符   [:space:]     #所有呈水平或垂直排列的空白字符   [:upper:]     #所有的大写字母   [:xdigit:]    #所有的十六进制数   [=字符=]       #所有和指定字符相等的字符  注意：   1、仅在SET1 和SET2 都给出，同时没有-d 选项的时候才会进行替换。   2、仅在替换时才可能用到-t 选项。如果需要SET2 将被通过在末尾添加原来的末字符的方式补充到同SET1 等长。SET2 中多余的字符将被省略。   3、只有[:lower:] 和[:upper:]以升序展开字符；在用于替换时的SET2 中以成对表示大小写转换。   4、-s 作用于SET1，既不替换也不删除，否则在替换或展开后使用SET2 缩减。

tr示例：

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

1、将文件file中出现的"abc"替换为"xyz"   # cat file | tr "abc" "xyz" > new_file   【注意】这里，凡是在file中出现的"a"字母，都替换成"x"字母，"b"字母替换为"y"字母，"c"字母替换为"z"字母。而不是将字符串"abc"替换为字符串"xyz"。        2、使用tr命令“统一”字母大小写   （小写 --> 大写） # cat file | tr [a-z] [A-Z] > new_file   （大写 --> 小写） # cat file | tr [A-Z] [a-z] > new_file        3、把文件中的数字0-9替换为a-j   # cat file | tr [0-9] [a-j] > new_file        4、删除文件file中出现的"Snail"字符   # cat file | tr -d "Snail" > new_file   【注意】这里，凡是在file文件中出现的'S','n','a','i','l'字符都会被删除！而不是紧紧删除出现的"Snail”字符串。        5、删除文件file中出现的换行' '、制表' '字符   # cat file | tr -d " " > new_file   不可见字符都得用转义字符来表示的，这个都是统一的。        6、删除“连续着的”重复字母，只保留第一个   # cat file | tr -s [a-zA-Z] > new_file        7、删除空行   # cat file | tr -s " " > new_file        8、删除Windows文件“造成”的'^M'字符   # cat file | tr -d " " > new_file 或者 # cat file | tr -s " " " " > new_file   【注意】这里-s后面是两个参数" "和" "，用后者替换前者        9、用空格符40替换制表符11   # cat file | tr -s "11" "40" > new_file        10、把路径变量中的冒号":"，替换成换行符" "   # echo $PATH | tr -s ":" " "

2.4. 插入子串

插入子串：就是在指定的位置插入子串，这个位置可能是某个子串的位置，也可能是从某个文件开头算起的某个长度。通过上面的练习，我们发现这两者之间 实际上是类似的。

公式：插入子串=把"old子串"替换成"old子串+new子串"或者"new子串+old子串"

概要示例：：下面在var字符串的空格之前或之后插入一个下划线

// 用{}
$ var="get the length of me"
$ echo ${var/ /_ }        #在指定字符串之前插入一个字符串
get_ the length of me
$ echo ${var// /_ }
get_ the_ length_ of_ me
$ echo ${var/ / _}        #在指定字符串之后插入一个字符串
get _the length of me
$ echo ${var// / _}
get _the _length _of _me

// 其他的还用演示么？这里主要介绍sed怎么用来插入字符吧，因为它的标签功能很有趣
$ echo $var | sed -e 's/( )/_1/' #(和)将不匹配到的字符串存放为一个标签，按匹配顺序为1,2...
get_ the length of me
$ echo $var | sed -e 's/( )/_1/g'
get_ the_ length_ of_ me
$ echo $var | sed -e 's/( )/1_/'
get _the length of me
$ echo $var | sed -e 's/( )/1_/g'
get _the _length _of _me

// 看看sed的标签的顺序是不是1,2....，看到没？2和1掉换位置后，the和get的位置掉换了
$ echo $var | sed -e 's/([a-z]*) ([a-z]*) /2 1 /g'
the get of length me
// sed还有专门的插入指令，a和i,分别表示在匹配的行后和行前插入指定字符
$ echo $var | sed '/get/a test'
get the length of me
test
$ echo $var | sed '/get/i test'
test
get the length of me

2.5. 删除子串

删除子串：应该很简单了吧，把子串替换成“空”（什么都没有）不就变成了删除么。还是来简单复习一下替换吧。

概要示例：：把var字符串中所有的空格给删除掉。

鼓励： 这样一替换不知道变成什么单词啦，谁认得呢？但是中文却是连在一起的，所以中文有多难，你想到了么？原来你也是个语言天才，而英语并不可怕，你有学会它的 天赋，只要你有这个打算。

// 再用{}
$ echo ${var// /}
getthelengthofme
// 再用awk
$ echo $var | awk '{gsub(" ","",$0); printf("%s ", $0);}'
// 再用sed
$ echo $var | sed 's/ //g'
getthelengthofme
// 还有更简单的tr命令，tr也可以把" "给删除掉，看
$ echo $var | tr -d " "
getthelengthofme

如果要删除掉第一个空格后面所有的字符串该怎么办呢？还记得{}的#和%用法么？如果不记得，回到这一节的还头开始复习吧。（实际上删除子串和取子串未尝 不是两种互补的运算呢，删除掉某些不想要的子串，也就同时取得另外那些想要的子串——这个世界就是一个“二元”的世界，非常有趣）

2.6. 子串比较

这个很简单：还记得test命令的用法么？man test。它可以用来判断两个字符串是否相等的。另外，你发现了“字符串是否相等”和“字符串能否跟另外一个字符串匹配"两个问题之间的关系吗？如果两个 字符串完全匹配，那么这两个字符串就相等了。所以呢，上面用到的字符串匹配方法，也同样可以用到这里。

2.7. 子串排序

差点忘记这个重要的内容了，子串排序可是经常用到的，常见的有按字母序、数字序等正序或反序排列。sort命令可以用来做这个工作，它和其他行处理 命令一样，是按行操作的，另外，它类似cut和awk，可以指定分割符，并指定需要排序的列。

$ var="get the length of me"
$ echo $var | tr ' ' ' ' | sort   #正序排
get
length
me
of
the
$ echo $var | tr ' ' ' ' | sort -r #反序排
the
of
me
length
get
2.7. 子串进制转换

如果字母和数字字符用来计数，那么就存在进制转换的问题。在数值计算一节的回复资料里，我们已经介绍了bc命令，这里再简单的复习一下。

$ echo "ibase=10;obase=16;10" | bc
A

说明：ibase指定输入进制，obase指出输出进制，这样通过调整ibase和obase，你想怎么转就怎么转啦！

2.7. 子串编码转换

什么是字符编码？这个就不用介绍了吧，看过那些乱七八糟显示的网页么？大多是因为浏览器显示时的”编码“和网页实际采用的”编码“不一致导致的。字 符编码通常是指把一序列”可打印“字符转换成二进制表示，而字符解码呢则是执行相反的过程，如果这两个过程不匹配，则出现了所谓的”乱码“。

为了解决”乱码“问题呢？就需要进行编码转换。在linux下，我们可以使用iconv这个工具来进行相关操作。这样的情况经常在不同的操作系统之 间移动文件，不同的编辑器之间交换文件的时候遇到，目前在windows下常用的汉字编码是gb2312，而在linux下则大多采用utf8。

$ nihao_gb2312=$(echo "你好" | iconv -f utf8 -t gb2312)
$ echo $nihao_gb2312
? ? ? ? 
$ nihao_utf8=$(echo $nihao_gb2312 | iconv -f gb2312 -t utf8)
$ PS1="$ "
$ echo $nihao_utf8
你好

说明：我的终端默认编码是utf8，所以结果如上。

3. 字符串操作范例

实际上，在用Bash编程时，大部分时间都是在处理字符串，因此把这一节熟练掌握非常重要。

3.1 处理一个非常有意义的字符串：URL地址

范例演示：处理URL地址

URL 地址(URL（Uniform Resoure Locator：统一资源定位器）是WWW页的地址)几乎是我们日常生活的玩伴，我们已经到了无法离开它的地步啦，对它的操作很多，包括判断URL地址的 有效性，截取地址的各个部分（服务器类型、服务器地址、端口、路径等）并对各个部分进行进一步的操作。

下面我们来具体处理这个URL地址：
ftp://anonymous:ftp@mirror.lzu.edu.cn/software/scim-1.4.7.tar.gz

$ url="ftp://anonymous:ftp@mirror.lzu.edu.cn/software/scim-1.4.7.tar.gz "
// 匹配URL地址，判断URL地址的有效性
$ echo $url | grep "ftp://[a-z]*:[a-z]*@[a-z./ -]*"
// 截取服务器类型
$ echo ${url%%:*}
ftp
$ echo $url | cut -d":" -f 1
ftp
// 截取域名
$ tmp=${url##*@} ; echo ${tmp%%/*}
mirror.lzu.edu.cn
// 截取路径
$ tmp=${url##*@} ; echo ${tmp%/*}
mirror.lzu.edu.cn/software
// 截取文件名
$ basename $url
scim-1.4.7.tar.gz
$ echo ${url##*/}
scim-1.4.7.tar.gz
// 截取文件类型（扩展名）
$ echo $url | sed -e 's/.*[0-9].(.*)/1/g'
tar.gz

有了上面的知识，我们就可以非常容易地进行这些工作啦：修改某个文件的文件名，比如调整它的编码，下载某个网页里头的所有pdf文档等。这些就作为练习自 己做吧，如果遇到问题，可以在回帖交流。相应地可以参考这个例子：

[1] 用脚本下载某个网页中的英文原著(pdf文档）
http://oss.lzu.edu.cn/blog/blog.php?do_showone/tid_1228.html

3.2 处理格式化的文本：/etc/passwd

平时做工作，大多数时候处理的都是一些“格式化”的文本，比如类似/etc/passwd这样的有固定行和列的文本，也有类似tree命令输出的那 种具有树形结构的文本，当然还有其他具有特定结构的文本。

关于树状结构的文本的处理，可以考虑看看这两个例子：
[1] 用AWK转换树形数据成关系表
http://oss.lzu.edu.cn/blog/blog.php?do_showone/tid_1260.html 
[2] 用Graphviz进行可视化操作──绘制函数调用关系图
http://oss.lzu.edu.cn/blog/blog.php?do_showone/tid_1425.html 
实际上，只要把握好特性结构的一些特点，并根据具体的应用场合，处理起来就不会困难。

下面我们来介绍具体有固定行和列的文本的操作，以/etc/passwd文件为例。关于这个文件的帮忙和用户，请通过man 5 passwd查看。下面我们对这个文件以及相关的文件进行一些有意义的操作。

// 选取/etc/passwd文件中的用户名和组ID两列
$ cat /etc/passwd | cut -d":" -f1,4
// 选取/etc/group文件中的组名和组ID两列
$ cat /etc/group | cut -d":" -f1,3
// 如果想找出所有用户所在的组，怎么办？
$ join -o 1.1,2.1 -t":" -1 4 -2 3 /etc/passwd /etc/group
root:root
bin:bin
daemon:daemon
adm:adm
lp:lp
pop:pop
nobody:nogroup
falcon:users
// 先解释一下：join命令用来连接两个文件，有点类似于数据库的两个表的连接。-t指定分割符，"-1 4 -2 3"指定按照第一个文件的第4列和第二个文件的第3列，即组ID进行连接，"-o 1.1,2.1"表示仅仅输出第一个文件的第一列和第二个文件的第一列，这样就得到了我们要的结果，不过，可惜的是，这个结果并不准确，再进行下面的操 作，你就会发现：
$ cat /etc/passwd | sort -t":" -n -k 4 > /tmp/passwd
$ cat /etc/group | sort -t":" -n -k 3 > /tmp/group
$ join -o 1.1,2.1 -t":" -1 4 -2 3 /tmp/passwd /tmp/group
halt:root
operator:root
root:root
shutdown:root
sync:root
bin:bin
daemon:daemon
adm:adm
lp:lp
pop:pop
nobody:nogroup
falcon:users
games:users
// 可以看到这个结果才是正确的，所以以后使用join千万要注意这个问题，否则采取更保守的做法似乎更能保证正确性，更多关于文件连接的讨论见参考资料 [14]

上面涉及到了处理某格式化行中的指定列，包括截取（如SQL的select用法），连接（如SQL的join用法），排序（如SQL的order by用法)，都可以通过指定分割符来拆分某个格式化的行，另外，“截取”的做法还有很多，不光是cut，awk，甚至通过IFS指定分割符的read命令 也可以做到，例如：

$ IFS=":"; cat /etc/group | while read C1 C2 C3 C4; do echo $C1 $C3; done

因此，熟悉这些用法，我们的工作将变得非常灵活有趣。

到这里，需要做一个简单的练习，如何把按照列对应的用户名和用户ID转换成按照行对应的，即把类似下面的数据：

$ cat /etc/passwd | cut -d":" -f1,3 --output-delimiter=" "
root 0
bin 1
daemon 2

转换成：

$ cat a
root    bin     daemon 
0       1       2

并转换回去，有什么办法呢？记得诸如tr，paste,split等命令都可以使用。

参考方法：
＊正转换：先截取用户名一列存入文件user，再截取用户ID存入id，再把两个文件用paste -s命令连在一起，这样就完成了正转换。
＊逆转换：先把正转换得到的结果用split -1拆分成两个文件，再把两个拆分后的文件用tr把分割符" "替换成" "，只有用paste命令把两个文件连在一起，这样就完成了逆转换。

在做shell批处理程序时候，经常会涉及到字符串相关操作。有很多命令语句，如：awk,sed都可以做字符串各种操作。 其实shell内置一系列操作符号，可以达到类似效果，大家知道，使用内部操作符会省略启动外部程序等时间，因此速度会非常的快。

一、判断读取字符串值

表达式	含义
${var}	变量var的值, 与$var相同
${var-DEFAULT}	如果var没有被声明, 那么就以$DEFAULT作为其值 *
${var:-DEFAULT}	如果var没有被声明, 或者其值为空, 那么就以$DEFAULT作为其值 *
${var=DEFAULT}	如果var没有被声明, 那么就以$DEFAULT作为其值 *
${var:=DEFAULT}	如果var没有被声明, 或者其值为空, 那么就以$DEFAULT作为其值 *
${var+OTHER}	如果var声明了, 那么其值就是$OTHER, 否则就为null字符串
${var:+OTHER}	如果var被设置了, 那么其值就是$OTHER, 否则就为null字符串
${var?ERR_MSG}	如果var没被声明, 那么就打印$ERR_MSG *
${var:?ERR_MSG}	如果var没被设置, 那么就打印$ERR_MSG *
${!varprefix*}	匹配之前所有以varprefix开头进行声明的变量
${!varprefix@}	匹配之前所有以varprefix开头进行声明的变量

加入了“*”  的意思是： 如果变量var已经被设置的话, 那么其值就是$var.

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

[a@localhost ~]$ echo ${abc-'ok'} ok [a@localhost ~]$ echo $abc   [a@localhost ~]$ echo ${abc='ok'} ok [a@localhost ~]$ echo $abc ok   如果abc 没有声明“=" 还会给abc赋值。 [a@localhost ~]$ var1=11;var2=12;var3= [a@localhost ~]$ echo ${!v@}            var1 var2 var3 [a@localhost ~]$ echo ${!v*} var1 var2 var3   ${!varprefix*}与${!varprefix@}相似，可以通过变量名前缀字符，搜索已经定义的变量,无论是否为空值。

表达式	含义
${#string}	$string的长度
${string:position}	在$string中, 从位置$position开始提取子串
${string:position:length}	在$string中, 从位置$position开始提取长度为$length的子串
${string#substring}	从变量$string的开头, 删除最短匹配$substring的子串
${string##substring}	从变量$string的开头, 删除最长匹配$substring的子串
${string%substring}	从变量$string的结尾, 删除最短匹配$substring的子串
${string%%substring}	从变量$string的结尾, 删除最长匹配$substring的子串
${string/substring/replacement}	使用$replacement, 来代替第一个匹配的$substring
${string//substring/replacement}	使用$replacement, 代替所有匹配的$substring
${string/#substring/replacement}	如果$string的前缀匹配$substring, 那么就用$replacement来代替匹配到的$substring
${string/%substring/replacement}	如果$string的后缀匹配$substring, 那么就用$replacement来代替匹配到的$substring

说明："* $substring”可以是一个正则表达式.

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51

1.长度   [a@localhost ~]$ test='I love china' [a@localhost ~]$ echo ${#test} 12   ${#变量名}得到字符串长度        2.截取字串   [a@localhost ~]$ test='I love china' [a@localhost ~]$ echo ${test:5}     e china [a@localhost ~]$ echo ${test:5:10} e china   ${变量名:起始:长度}得到子字符串        3.字符串删除   [a@localhost ~]$ test='c:/windows/boot.ini' [a@localhost ~]$ echo ${test#/} c:/windows/boot.ini [a@localhost ~]$ echo ${test#*/} windows/boot.ini [a@localhost ~]$ echo ${test##*/} boot.ini   [a@localhost ~]$ echo ${test%/*} c:/windows [a@localhost ~]$ echo ${test%%/*}   ${变量名#substring正则表达式}从字符串开头开始配备substring,删除匹配上的表达式。   ${变量名%substring正则表达式}从字符串结尾开始配备substring,删除匹配上的表达式。   注意：${test##*/},${test%/*} 分别是得到文件名，或者目录地址最简单方法。   4.字符串替换   [a@localhost ~]$ test='c:/windows/boot.ini' [a@localhost ~]$ echo ${test///\} c:windows/boot.ini [a@localhost ~]$ echo ${test////\} c:windowsoot.ini   ${变量/查找/替换值} 一个“/”表示替换第一个，”//”表示替换所有,当查找中出现了：”/”请加转义符”/”表示。

性能比较

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

在shell中，通过awk,sed,expr 等都可以实现，字符串上述操作。下面我们进行性能比较。   [a@localhost ~]$ test='c:/windows/boot.ini'                       [a@localhost ~]$ time for i in $(seq 10000);do a=${#test};done;             real    0m0.173s user    0m0.139s sys     0m0.004s   [a@localhost ~]$ time for i in $(seq 10000);do a=$(expr length $test);done;        real    0m9.734s user    0m1.628s   速度相差上百倍，调用外部命令处理，与内置操作符性能相差非常大。在shell编程中，尽量用内置操作符或者函数完成。使用awk,sed类似会出现这样结果。