awk

文本和数据进行处理的编程语言

补充说明

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(stdin)、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有很多内建的功能，比如数组、函数等，这是它和C语言的相同之处，灵活性是awk最大的优势。

awk命令格式和选项

语法形式

awk [options] 'script' var=value file(s)
awk [options] -f scriptfile var=value file(s)

常用命令选项

• -F fs fs指定输入分隔符，fs可以是字符串或正则表达式，如-F:，默认的分隔符是连续的空格或制表符

• -v var=value 赋值一个用户定义变量，将外部变量传递给awk

• -f scripfile 从脚本文件中读取awk命令

• -m[fr] val 对val值设置内在限制，-mf选项限制分配给val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。

awk模式和操作

awk脚本是由模式和操作组成的。

模式

模式可以是以下任意一个：

• /正则表达式/：使用通配符的扩展集。

• 关系表达式：使用运算符进行操作，可以是字符串或数字的比较测试。

• 模式匹配表达式：用运算符~（匹配）和!~（不匹配）。

• BEGIN语句块、pattern语句块、END语句块：参见awk的工作原理

操作

操作由一个或多个命令、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，主要部分是：

• 变量或数组赋值

• 输出命令

• 内置函数

• 控制流语句

awk脚本基本结构

awk 'BEGIN{ print "start" } pattern{ commands } END{ print "end" }' file

一个awk脚本通常由：BEGIN语句块、能够使用模式匹配的通用语句块、END语句块3部分组成，这三个部分是可选的。任意一个部分都可以不出现在脚本中，脚本通常是被 单引号 中，例如：

awk 'BEGIN{ i=0 } { i++ } END{ print i }' filename

awk的工作原理

awk 'BEGIN{ commands } pattern{ commands } END{ commands }'

• 第一步：执行BEGIN{ commands }语句块中的语句；

• 第二步：从文件或标准输入(stdin)读取一行，然后执行pattern{ commands }语句块，它逐行扫描文件，从第一行到最后一行重复这个过程，直到文件全部被读取完毕。

• 第三步：当读至输入流末尾时，执行END{ commands }语句块。

BEGIN语句块 在awk开始从输入流中读取行 之前 被执行，这是一个可选的语句块，比如变量初始化、打印输出表格的表头等语句通常可以写在BEGIN语句块中。

END语句块 在awk从输入流中读取完所有的行 之后 即被执行，比如打印所有行的分析结果这类信息汇总都是在END语句块中完成，它也是一个可选语句块。

pattern语句块 中的通用命令是最重要的部分，它也是可选的。如果没有提供pattern语句块，则默认执行{ print }，即打印每一个读取到的行，awk读取的每一行都会执行该语句块。

示例

echo -e "A line 1\nA line 2" | awk 'BEGIN{ print "Start" } { print } END{ print "End" }'
Start
A line 1
A line 2
End

当使用不带参数的print时，它就打印当前行，当print的参数是以逗号进行分隔时，打印时则以空格作为定界符。在awk的print语句块中双引号是被当作拼接符使用，例如：

echo | awk '{ var1="v1"; var2="v2"; var3="v3"; print var1,var2,var3; }' 
v1 v2 v3

双引号拼接使用：

echo | awk '{ var1="v1"; var2="v2"; var3="v3"; print var1"="var2"="var3; }'
v1=v2=v3

{ }类似一个循环体，会对文件中的每一行进行迭代，通常变量初始化语句（如：i=0）以及打印文件头部的语句放入BEGIN语句块中，将打印的结果等语句放在END语句块中。

awk内置变量（预定义变量）

说明：[A][N][P][G]表示第一个支持变量的工具，[A]=awk、[N]=nawk、[P]=POSIXawk、[G]=gawk

 **$n**  当前记录的第n个字段，比如n为1表示第一个字段，n为2表示第二个字段。 
 **$0**  这个变量包含执行过程中当前行的文本内容。
[N]  **ARGC**  命令行参数的数目。
[G]  **ARGIND**  命令行中当前文件的位置（从0开始算）。
[N]  **ARGV**  包含命令行参数的数组。
[G]  **CONVFMT**  数字转换格式（默认值为%.6g）。
[P]  **ENVIRON**  环境变量关联数组。
[N]  **ERRNO**  最后一个系统错误的描述。
[G]  **FIELDWIDTHS**  字段宽度列表（用空格键分隔）。
[A]  **FILENAME**  当前输入文件的名。
[P]  **FNR**  同NR，但相对于当前文件。
[A]  **FS**  字段分隔符（默认是任何空格）。
[G]  **IGNORECASE**  如果为真，则进行忽略大小写的匹配。
[A]  **NF**  表示字段数，在执行过程中对应于当前的字段数。
[A]  **NR**  表示记录数，在执行过程中对应于当前的行号。
[A]  **OFMT**  数字的输出格式（默认值是%.6g）。
[A]  **OFS**  输出字段分隔符（默认值是一个空格）。
[A]  **ORS**  输出记录分隔符（默认值是一个换行符）。
[A]  **RS**  记录分隔符（默认是一个换行符）。
[N]  **RSTART**  由match函数所匹配的字符串的第一个位置。
[N]  **RLENGTH**  由match函数所匹配的字符串的长度。
[N]  **SUBSEP**  数组下标分隔符（默认值是34）。

转义序列

\\ \自身
\$ 转义$
\t 制表符
\b 退格符
\r 回车符
\n 换行符
\c 取消换行

示例

echo -e "line1 f2 f3\nline2 f4 f5\nline3 f6 f7" | awk '{print "Line No:"NR", No of fields:"NF, "$0="$0, "$1="$1, "$2="$2, "$3="$3}' 
Line No:1, No of fields:3 $0=line1 f2 f3 $1=line1 $2=f2 $3=f3
Line No:2, No of fields:3 $0=line2 f4 f5 $1=line2 $2=f4 $3=f5
Line No:3, No of fields:3 $0=line3 f6 f7 $1=line3 $2=f6 $3=f7

使用print $NF可以打印出一行中的最后一个字段，使用$(NF-1)则是打印倒数第二个字段，其他以此类推：

echo -e "line1 f2 f3\n line2 f4 f5" | awk '{print $NF}'
f3
f5

echo -e "line1 f2 f3\n line2 f4 f5" | awk '{print $(NF-1)}'
f2
f4

打印每一行的第二和第三个字段：

awk '{ print $2,$3 }' filename

统计文件中的行数：

awk 'END{ print NR }' filename

以上命令只使用了END语句块，在读入每一行的时，awk会将NR更新为对应的行号，当到达最后一行NR的值就是最后一行的行号，所以END语句块中的NR就是文件的行数。

一个每一行中第一个字段值累加的例子：

seq 5 | awk 'BEGIN{ sum=0; print "总和：" } { print $1"+"; sum+=$1 } END{ print "等于"; print sum }' 
总和：
1+
2+
3+
4+
5+
等于
15

将外部变量值传递给awk

借助 -v选项 ，可以将外部值（并非来自stdin）传递给awk：

VAR=10000
echo | awk -v VARIABLE=$VAR '{ print VARIABLE }'

另一种传递外部变量方法：

var1="aaa"
var2="bbb"
echo | awk '{ print v1,v2 }' v1=$var1 v2=$var2

当输入来自于文件时使用：

awk '{ print v1,v2 }' v1=$var1 v2=$var2 filename

以上方法中，变量之间用空格分隔作为awk的命令行参数跟随在BEGIN、{}和END语句块之后。

查找进程pid

netstat -antup | grep 7770 | awk '{ print $NF NR}' | awk '{ print $1}'

awk运算与判断

作为一种程序设计语言所应具有的特点之一，awk支持多种运算，这些运算与C语言提供的基本相同。awk还提供了一系列内置的运算函数（如log、sqr、cos、sin等）和一些用于对字符串进行操作（运算）的函数（如length、substr等等）。这些函数的引用大大的提高了awk的运算功能。作为对条件转移指令的一部分，关系判断是每种程序设计语言都具备的功能，awk也不例外，awk中允许进行多种测试，作为样式匹配，还提供了模式匹配表达式（匹配）和!（不匹配）。作为对测试的一种扩充，awk也支持用逻辑运算符。

算术运算符

例：

awk 'BEGIN{a="b";print a++,++a;}'
0 2

注意：所有用作算术运算符进行操作，操作数自动转为数值，所有非数值都变为0

赋值运算符

例：

a+=5; 等价于：a=a+5; 其它同类

逻辑运算符

例：

awk 'BEGIN{a=1;b=2;print (a>5 && b<=2),(a>5 || b<=2);}'
0 1

正则运算符

^ 行首
$ 行尾
. 除了换行符以外的任意单个字符
* 前导字符的零个或多个
.* 所有字符
[] 字符组内的任一字符
[^]对字符组内的每个字符取反(不匹配字符组内的每个字符)
^[^] 非字符组内的字符开头的行
[a-z] 小写字母
[A-Z] 大写字母
[a-Z] 小写和大写字母
[0-9] 数字
\< 单词头单词一般以空格或特殊字符做分隔,连续的字符串被当做单词
\> 单词尾

例：

awk 'BEGIN{a="100testa";if(a ~ /^100*/){print "ok";}}'
ok

关系运算符

例：

awk 'BEGIN{a=11;if(a >= 9){print "ok";}}'
ok

注意：> < 可以作为字符串比较，也可以用作数值比较，关键看操作数如果是字符串就会转换为字符串比较。两个都为数字才转为数值比较。字符串比较：按照ASCII码顺序比较。

其它运算符

例：

awk 'BEGIN{a="b";print a=="b"?"ok":"err";}'
ok

awk 'BEGIN{a="b";arr[0]="b";arr[1]="c";print (a in arr);}'
0

awk 'BEGIN{a="b";arr[0]="b";arr["b"]="c";print (a in arr);}'
1

运算级优先级表

!级别越高越优先级别越高越优先

awk高级输入输出

读取下一条记录

awk中next语句使用：在循环逐行匹配，如果遇到next，就会跳过当前行，直接忽略下面语句。而进行下一行匹配。next语句一般用于多行合并：

cat text.txt
a
b
c
d
e

awk 'NR%2==1{next}{print NR,$0;}' text.txt
2 b
4 d

当记录行号除以2余1，就跳过当前行。下面的print NR,$0也不会执行。下一行开始，程序有开始判断NR%2值。这个时候记录行号是：2 ，就会执行下面语句块：'print NR,$0'

分析发现需要将包含有“web”行进行跳过，然后需要将内容与下面行合并为一行：

cat text.txt
web01[192.168.2.100]
httpd            ok
tomcat               ok
sendmail               ok
web02[192.168.2.101]
httpd            ok
postfix               ok
web03[192.168.2.102]
mysqld            ok
httpd               ok
0
awk '/^web/{T=$0;next;}{print T":"t,$0;}' text.txt
web01[192.168.2.100]:   httpd            ok
web01[192.168.2.100]:   tomcat               ok
web01[192.168.2.100]:   sendmail               ok
web02[192.168.2.101]:   httpd            ok
web02[192.168.2.101]:   postfix               ok
web03[192.168.2.102]:   mysqld            ok
web03[192.168.2.102]:   httpd               ok

简单地读取一条记录

awk getline用法：输出重定向需用到getline函数。getline从标准输入、管道或者当前正在处理的文件之外的其他输入文件获得输入。它负责从输入获得下一行的内容，并给NF,NR和FNR等内建变量赋值。如果得到一条记录，getline函数返回1，如果到达文件的末尾就返回0，如果出现错误，例如打开文件失败，就返回-1。

getline语法：getline var，变量var包含了特定行的内容。

awk getline从整体上来说，用法说明：

• 当其左右无重定向符|或<时： getline作用于当前文件，读入当前文件的第一行给其后跟的变量var或$0（无变量），应该注意到，由于awk在处理getline之前已经读入了一行，所以getline得到的返回结果是隔行的。

• 当其左右有重定向符|或<时： getline则作用于定向输入文件，由于该文件是刚打开，并没有被awk读入一行，只是getline读入，那么getline返回的是该文件的第一行，而不是隔行。

示例：

执行linux的date命令，并通过管道输出给getline，然后再把输出赋值给自定义变量out，并打印它：

awk 'BEGIN{ "date" | getline out; print out }' test

执行shell的date命令，并通过管道输出给getline，然后getline从管道中读取并将输入赋值给out，split函数把变量out转化成数组mon，然后打印数组mon的第二个元素：

awk 'BEGIN{ "date" | getline out; split(out,mon); print mon[2] }' test

命令ls的输出传递给geline作为输入，循环使getline从ls的输出中读取一行，并把它打印到屏幕。这里没有输入文件，因为BEGIN块在打开输入文件前执行，所以可以忽略输入文件。

awk 'BEGIN{ while( "ls" | getline) print }'

关闭文件

awk中允许在程序中关闭一个输入或输出文件，方法是使用awk的close语句。

close("filename")

filename可以是getline打开的文件，也可以是stdin，包含文件名的变量或者getline使用的确切命令。或一个输出文件，可以是stdout，包含文件名的变量或使用管道的确切命令。

输出到一个文件

awk中允许用如下方式将结果输出到一个文件：

echo | awk '{printf("hello word!n") > "datafile"}'
# 或
echo | awk '{printf("hello word!n") >> "datafile"}'

设置字段定界符

默认的字段定界符是空格，可以使用-F "定界符" 明确指定一个定界符：

awk -F: '{ print $NF }' /etc/passwd
# 或
awk 'BEGIN{ FS=":" } { print $NF }' /etc/passwd

在BEGIN语句块中则可以用OFS=“定界符”设置输出字段的定界符。

流程控制语句

在linux awk的while、do-while和for语句中允许使用break,continue语句来控制流程走向，也允许使用exit这样的语句来退出。break中断当前正在执行的循环并跳到循环外执行下一条语句。if 是流程选择用法。awk中，流程控制语句，语法结构，与c语言类型。有了这些语句，其实很多shell程序都可以交给awk，而且性能是非常快的。下面是各个语句用法。

条件判断语句

if(表达式)
  语句1
else
  语句2

格式中语句1可以是多个语句，为了方便判断和阅读，最好将多个语句用{}括起来。awk分枝结构允许嵌套，其格式为：

if(表达式)
  {语句1}
else if(表达式)
  {语句2}
else
  {语句3}

示例：

awk 'BEGIN{
test=100;
if(test>90){
  print "very good";
  }
  else if(test>60){
    print "good";
  }
  else{
    print "no pass";
  }
}'

very good

每条命令语句后面可以用; 分号 结尾。

循环语句

# while语句

while(表达式)
  {语句}

示例：

awk 'BEGIN{
test=100;
total=0;
while(i<=test){
  total+=i;
  i++;
}
print total;
}'
5050

# for循环

for循环有两种格式：

格式1：

for(变量 in 数组)
  {语句}

示例：

awk 'BEGIN{
for(k in ENVIRON){
  print k"="ENVIRON[k];
}

}'
TERM=linux
G_BROKEN_FILENAMES=1
SHLVL=1
pwd=/root/text
...
logname=root
HOME=/root
SSH_CLIENT=192.168.1.21 53087 22

注：ENVIRON是awk常量，是子典型数组。

格式2：

for(变量;条件;表达式)
  {语句}

示例：

awk 'BEGIN{
total=0;
for(i=0;i<=100;i++){
  total+=i;
}
print total;
}'
5050

# do循环

do
{语句} while(条件)

例子：

awk 'BEGIN{ 
total=0;
i=0;
do {total+=i;i++;} while(i<=100)
  print total;
}'
5050

其他语句

• break 当 break 语句用于 while 或 for 语句时，导致退出程序循环。

• continue 当 continue 语句用于 while 或 for 语句时，使程序循环移动到下一个迭代。

• next 能能够导致读入下一个输入行，并返回到脚本的顶部。这可以避免对当前输入行执行其他的操作过程。

• exit 语句使主输入循环退出并将控制转移到END,如果END存在的话。如果没有定义END规则，或在END中应用exit语句，则终止脚本的执行。

数组应用

数组是awk的灵魂，处理文本中最不能少的就是它的数组处理。因为数组索引（下标）可以是数字和字符串在awk中数组叫做关联数组(associative arrays)。awk 中的数组不必提前声明，也不必声明大小。数组元素用0或空字符串来初始化，这根据上下文而定。

数组的定义

数字做数组索引（下标）：

Array[1]="sun"
Array[2]="kai"

字符串做数组索引（下标）：

Array["first"]="www"
Array["last"]="name"
Array["birth"]="1987"

使用中print Array[1]会打印出sun；使用print Array[2]会打印出kai；使用print["birth"]会得到1987。

读取数组的值

{ for(item in array) {print array[item]}; }       #输出的顺序是随机的
{ for(i=1;i<=len;i++) {print array[i]}; }         #Len是数组的长度

数组相关函数

得到数组长度：

awk 'BEGIN{info="it is a test";lens=split(info,tA," ");print length(tA),lens;}'
4 4

length返回字符串以及数组长度，split进行分割字符串为数组，也会返回分割得到数组长度。

awk 'BEGIN{info="it is a test";split(info,tA," ");print asort(tA);}'
4

asort对数组进行排序，返回数组长度。

输出数组内容（无序，有序输出）：

awk 'BEGIN{info="it is a test";split(info,tA," ");for(k in tA){print k,tA[k];}}'
4 test
1 it
2 is
3 a 

for…in输出，因为数组是关联数组，默认是无序的。所以通过for…in得到是无序的数组。如果需要得到有序数组，需要通过下标获得。

awk 'BEGIN{info="it is a test";tlen=split(info,tA," ");for(k=1;k<=tlen;k++){print k,tA[k];}}'
1 it
2 is
3 a
4 test

注意：数组下标是从1开始，与C数组不一样。

判断键值存在以及删除键值：

# 错误的判断方法：
awk 'BEGIN{tB["a"]="a1";tB["b"]="b1";if(tB["c"]!="1"){print "no found";};for(k in tB){print k,tB[k];}}' 
no found
a a1
b b1
c

以上出现奇怪问题，tB[“c”]没有定义，但是循环时候，发现已经存在该键值，它的值为空，这里需要注意，awk数组是关联数组，只要通过数组引用它的key，就会自动创建改序列。

# 正确判断方法：
awk 'BEGIN{tB["a"]="a1";tB["b"]="b1";if( "c" in tB){print "ok";};for(k in tB){print k,tB[k];}}'  
a a1
b b1

if(key in array)通过这种方法判断数组中是否包含key键值。

#删除键值：
awk 'BEGIN{tB["a"]="a1";tB["b"]="b1";delete tB["a"];for(k in tB){print k,tB[k];}}'                     
b b1

delete array[key]可以删除，对应数组key的，序列值。

二维、多维数组使用

awk的多维数组在本质上是一维数组，更确切一点，awk在存储上并不支持多维数组。awk提供了逻辑上模拟二维数组的访问方式。例如，array[2,4]=1这样的访问是允许的。awk使用一个特殊的字符串SUBSEP(\034)作为分割字段，在上面的例子中，关联数组array存储的键值实际上是2\0344。

类似一维数组的成员测试，多维数组可以使用if ( (i,j) in array)这样的语法，但是下标必须放置在圆括号中。类似一维数组的循环访问，多维数组使用for ( item in array )这样的语法遍历数组。与一维数组不同的是，多维数组必须使用split()函数来访问单独的下标分量。

awk 'BEGIN{
for(i=1;i<=9;i++){
  for(j=1;j<=9;j++){
    tarr[i,j]=i*j; print i,"*",j,"=",tarr[i,j];
  }
}
}'
1 * 1 = 1
1 * 2 = 2
1 * 3 = 3
1 * 4 = 4
1 * 5 = 5
1 * 6 = 6 
...
9 * 6 = 54
9 * 7 = 63
9 * 8 = 72
9 * 9 = 81

可以通过array[k,k2]引用获得数组内容。

另一种方法：

awk 'BEGIN{
for(i=1;i<=9;i++){
  for(j=1;j<=9;j++){
    tarr[i,j]=i*j;
  }
}
for(m in tarr){
  split(m,tarr2,SUBSEP); print tarr2[1],"*",tarr2[2],"=",tarr[m];
}
}'

内置函数

awk内置函数，主要分以下3种类似：算数函数、字符串函数、其它一般函数、时间函数。

算术函数

举例说明：

awk 'BEGIN{OFMT="%.3f";fs=sin(1);fe=exp(10);fl=log(10);fi=int(3.1415);print fs,fe,fl,fi;}'
0.841 22026.466 2.303 3

OFMT 设置输出数据格式是保留3位小数。

获得随机数：

awk 'BEGIN{srand();fr=int(100*rand());print fr;}'
78
awk 'BEGIN{srand();fr=int(100*rand());print fr;}'
31
awk 'BEGIN{srand();fr=int(100*rand());print fr;}'
41 

字符串函数

注：Ere都可以是正则表达式。

gsub,sub使用

awk 'BEGIN{info="this is a test2010test!";gsub(/[0-9]+/,"!",info);print info}'
this is a test!test!

在 info中查找满足正则表达式，/[0-9]+/ 用””替换，并且替换后的值，赋值给info 未给info值，默认是$0

查找字符串（index使用）

awk 'BEGIN{info="this is a test2010test!";print index(info,"test")?"ok":"no found";}'
ok

未找到，返回0

正则表达式匹配查找(match使用）

awk 'BEGIN{info="this is a test2010test!";print match(info,/[0-9]+/)?"ok":"no found";}'
ok

截取字符串(substr使用）

[wangsl@centos5 ~]$ awk 'BEGIN{info="this is a test2010test!";print substr(info,4,10);}'
s is a tes

从第 4个 字符开始，截取10个长度字符串

字符串分割（split使用）

awk 'BEGIN{info="this is a test";split(info,tA," ");print length(tA);for(k in tA){print k,tA[k];}}'
4
4 test
1 this
2 is
3 a

分割info，动态创建数组tA，这里比较有意思，awk for …in循环，是一个无序的循环。 并不是从数组下标1…n ，因此使用时候需要注意。

格式化字符串输出（sprintf使用）

格式化字符串格式：

其中格式化字符串包括两部分内容：一部分是正常字符，这些字符将按原样输出; 另一部分是格式化规定字符，以"%"开始，后跟一个或几个规定字符,用来确定输出内容格式。

awk 'BEGIN{n1=124.113;n2=-1.224;n3=1.2345; printf("%.2f,%.2u,%.2g,%X,%on",n1,n2,n3,n1,n1);}'
124.11,18446744073709551615,1.2,7C,174

一般函数

打开外部文件（close用法）

awk 'BEGIN{while("cat /etc/passwd"|getline){print $0;};close("/etc/passwd");}'
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin

逐行读取外部文件(getline使用方法）

awk 'BEGIN{while(getline < "/etc/passwd"){print $0;};close("/etc/passwd");}'
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin

awk 'BEGIN{print "Enter your name:";getline name;print name;}'
Enter your name:
chengmo
chengmo

调用外部应用程序(system使用方法）

awk 'BEGIN{b=system("ls -al");print b;}'
total 42092
drwxr-xr-x 14 chengmo chengmo     4096 09-30 17:47 .
drwxr-xr-x 95 root   root       4096 10-08 14:01 ..

b返回值，是执行结果。

时间函数

建指定时间(mktime使用）

awk 'BEGIN{tstamp=mktime("2001 01 01 12 12 12");print strftime("%c",tstamp);}'
2001年01月01日 星期一 12时12分12秒

awk 'BEGIN{tstamp1=mktime("2001 01 01 12 12 12");tstamp2=mktime("2001 02 01 0 0 0");print tstamp2-tstamp1;}'
2634468

求2个时间段中间时间差，介绍了strftime使用方法

awk 'BEGIN{tstamp1=mktime("2001 01 01 12 12 12");tstamp2=systime();print tstamp2-tstamp1;}' 
308201392

strftime日期和时间格式说明符