原文：https://www.cnblogs.com/276815076/p/7879666.html
SED之所以能以行为单位的编辑或修改文本，其原因在于它使用了两个空间：一个是活动的“模式空间（pattern space）”，另一个是起辅助作用的“暂存缓冲区（holdingspace）这2个空间的使用。
sed编辑器逐行处理文件，并将输出结果打印到屏幕上。sed命令将当前处理的行读入模式空间（pattern space）进行处理，sed在该行上执行完所有命令后就将处理好的行打印到屏幕上（除非之前的命令删除了该行），sed处理完一行就将其从模式空间中删除，然后将下一行读入模式空间，进行处理、显示。处理完文件的最后一行，sed便结束运行。sed在临时缓冲区（模式空间）对文件进行处理，所以不会修改原文件，除非显示指明-i选项。
sed之所以能以行为单位的编辑或修改文本，其原因在于它使用了两个空间：一个是活动的“模式空间（pattern space）”，另一个是起辅助作用的“保持空间（hold space）这2个空间的使用。
模式空间：可以想成工程里面的流水线，数据之间在它上面进行处理，用于处理文本行。
保持空间：可以想象成仓库，我们在进行数据处理的时候，作为数据的暂存区域，用于保留文本行，是保存已经处理过的输入行，默认有一个空行。
与模式空间和暂存空间（hold space）相关的命令：
n 输出模式空间行，读取下一行替换当前模式空间的行，执行下一条处理命令而非第一条命令。
N 读入下一行，追加到模式空间行后面，此时模式空间有两行。
h 把模式空间的内容复制到保留空间，覆盖模式
H 把模式空间的内容追加到保留空间，追加模式
g 把保留空间的内容复制到模式空间，覆盖模式
G 把保留空间的内容追加到模式空间，追加模式
x 将暂存空间的内容于模式空间里的当前行互换。
！ 对所选行以外的所有行应用命令。
注意：暂存空间里默认存储一个空行。
例子一
sed G
在文件每一行下面输出一个空行
| 代码: |
$ cat foo 11111111111111 22222222222222 33333333333333 44444444444444 55555555555555 $ sed G foo 11111111111111 22222222222222 33333333333333 44444444444444 55555555555555 |
解释：
sed 中 G 的用法
The G function appends the contents of the holding area to the contents of the pattern space. The former and new contents are separated by a newline. The maximum number of addresses is two.
hold space : 保持空间（或者叫保留空间、缓冲区）,初始为空
pattern space ：模式空间
在上面的例子中，将为空的hold space附加到文件的每一行后面，所以结果是每一行后面多了一个空行
引申出：
sed '/^$/d;G'
在文件的每一个非空行下面输出一个空行
sed '/^$/d;G;G'
在文件的每一个非空行下面输出两个空行
| 代码: |
$ cat foo 11111111111111 22222222222222 33333333333333 44444444444444 55555555555555 $ sed '/^$/d;G' foo 11111111111111 22222222222222 33333333333333 44444444444444 55555555555555 |
注：有时会有一些由空格符或者TAB组成的空行，前面的正则式 ^$ 就不能匹配到这样的行，则可以这样
sed '/[[:space:]]/d;G'
例子二
sed '/regex/{x;p;x;}'
在匹配regex的所有行前面插入一个空行
| 代码: |
$ cat foo 11111111111111 22222222222222 test33333333333333 44444444444444 55555555555555 $ sed '/test/{x;p;x;}' foo 11111111111111 22222222222222 test33333333333333 44444444444444 55555555555555 |
解释：
sed 中 x 的用法
The exchange function interchanges the contents of the pattern space and the holding area. The maximum number of addresses is two.
即交换保持空间hold space和模式空间pattern space的内容
sed 中 p 的作用是把模式空间复制到标准输出。
分析一下该命令执行过程中保持空间和模式空间的内容
命令 保持空间 模式空间
x 执行前:null 执行后:test
执行前:test
执行后:null
p 执行前:null 执行后:test
执行前:test
执行后:null 输出一个空行
x 执行前:test
执行后:null 执行前:null 执行后:test
(注：把test所在的行简写为test了)
引申：
可以试验一下 sed '/test/{x;p;}' foo 或者 sed '/test/{p;x;}' foo 等，看看结果，体会两个空间的变化
相应的：
sed '/regex/G' 是在匹配regex的所有行下面输出一个空行
sed '/regex/{x;p;x;G;}' 是在匹配regex的所有行前面和下面都输出一个空行
例子三
sed 'n;G;'
在文件的偶数行下面插入一个空行
| 代码: |
$ cat foo 11111111111111 22222222222222 33333333333333 44444444444444 55555555555555 $ sed 'n;G;' foo 11111111111111 22222222222222 33333333333333 44444444444444 55555555555555 |
解释：
sed 中 n 的用法：将模式空间拷贝于标准输出。用输入的下一行替换模式空间。
执行 n 以后将第一行输出到标准输出以后，然后第二行进入模式空间，根据前面对 G 的解释，会在第二行后面插入一个空行，然后输出；再执行 n 将第三行输出到标准输出，然后第四行进入模式空间，并插入空行，依此类推
相应的：
sed 'n;n;G' 表示在文件的第 3,6,9,12,... 行后面插入一个空行
sed 'n;n;n;G' 表示在文件的第 4,8,12,16,... 行后面插入一个空行
sed 'n;d' 表示删除文件的偶数行
例子四
sed '$!N;$!D'
输出文件最后2行，相当于 tail -2 foo
| 代码: |
$ cat foo 11111111111111 22222222222222 33333333333333 44444444444444 55555555555555 $ sed '$!N;$!D' foo 44444444444444 55555555555555 |
解释：
D 删除模式空间内第一个 newline 字母
前的资料。
N 把输入的下一行添加到模式空间中。
sed '$!N;$!D' : 对文件倒数第二行以前的行来说，N 将当前行的下一行放到模式空间中以后，D 就将模式空间的内容删除了；到倒数第二行的时候，将最后一行附加到倒数第二行下面，然后最后一行不执行 D ，所以文件的最后两行都保存下来了。
还有 N 的另外一种用法
| 代码: |
$ sed = foo | sed N 1 11111111111111 2 22222222222222 3 33333333333333 4 44444444444444 5 55555555555555 $ sed = foo | sed 'N;s/ / /' 1 11111111111111 2 22222222222222 3 33333333333333 4 44444444444444 5 55555555555555 |
解释：
N 的作用是加上行号，可以用于格式化输出文件
例子五
sed '1!G;h;$!d'
sed -n '1!G;h;$p'
将文件的行反序显示，相当于 tac 命令(有些平台没有这个命令)
| 代码: |
$ cat foo 11111111111111 22222222222222 33333333333333 $ sed '1!G;h;$!d' foo 33333333333333 22222222222222 11111111111111 $ sed -n '1!G;h;$p' foo 33333333333333 22222222222222 11111111111111 |
解释：
sed 中 h 用法：h
The h (hold) function copies the contents of the pattern space into a holding area, destroying any previous contents of the holding area.
意思是将模式空间的内容保存到保持空间中去
sed 中的 d 表示删除模式空间。
1!G表示除了第一行以外，其余行都执行G命令；$!d表示除了最后一行以外，其余行都执行d命令。
看一下sed '1!G;h;$!d'命令执行过程中保持空间与模式空间的变化:
命令 保持空间 模式空间
第一行 h;d 执行前:null 执行后:1111
执行前:1111
执行后:null
第二行 G;h;d 执行前:1111 执行后:2222
1111
执行前:2222
执行后:null
第二行 G;h 执行前:22221111
执行后:3333
2222
1111
执行前:3333
执行后:3333
2222
1111
(注：把各个行简写了)
这样输出以后就是文件的反序了。
题外话：在vi中对一个文件进行反序显示的命令是 :g/./m0 , 意思是按照文件正常顺序每找到一行，就把该行放到文件的最上面一行去，这样循环一下正好把文件的行反序显示了。