正则表达式概念
正则表达式是由一系列特殊字符组成的字符串，每个特殊字符都被称为元字符，元字符并不表示字面上的含义，而都有特定的含义。
例如a、b、1、2等字符属于普通字符，普通字符可以按照字面理解，而*、^、[]等元字符，shell赋予了他们超越字面意思的意义，如*字面意思是符号，实际却表示重复前面的字符0次或多次的隐藏含义
正则表达式也是强大的文本匹配工具，可以用于各种场景，例如文件搜索、文本处理、数据分析等。在Linux运维中，正则表达式更是必不可少的工具，可以用于以下场景：
- 查找和替换文本
- 验证输入数据
- 提取文本信息
- 编写脚本
正则表达式组成
一个正则表达式由下列1项或多项组成：
- 一个字符集：普通字符
- 锚：指定了正则表达式要匹配的文本在文本行中所处的位置
- 修饰符：扩大或缩小正则表达式匹配文本的范围
正则表达式
正则表达式由一系列特殊字符组成，其中每个字符都有特定的含义和功能。以下是一些常见的正则表达式字符和功能：
| 字符 | 说明 |
|---|---|
| \ | 转义，将下一字符标记为普通字符 |
| ^ | 匹配输入字符开头（如'^a'，匹配a开头） |
| $ | 匹配输入字符串结尾（如'$a'，匹配a结尾） |
| * | 匹配一个字符出现n次 |
| + | 一次或多次匹配前面的字符或子表达式。例如，"zo+"与"zo"和"zoo"匹配，但与"z"不匹配。+ 等效于 {1,}。 |
| ? | 零次或一次匹配前面的字符或子表达式。例如，"do(es)?"匹配"do"或"does"中的"do"。? 等效于 {0,1}。 |
| {n} | n 是非负整数。正好匹配 n 次。例如，"o{2}"与"Bob"中的"o"不匹配，但与"food"中的两个"o"匹配。 |
| {n,} | n 是非负整数。至少匹配 n 次。例如，"o{2,}"不匹配"Bob"中的"o"，而匹配"foooood"中的所有 o。"o{1,}"等效于"o+"。"o{0,}"等效于"o*"。 |
| {n ,m} | M 和 n 是非负整数，其中 n <= m 。匹配至少 n 次，至多 m 次。例如，"o{1,3}"匹配"fooooood"中的头三个 o。'o{0,1}' 等效于 'o?'。注意：您不能将空格插入逗号和数字之间。 |
| ? | 当此字符紧随任何其他限定符（*、+、?、{n }、{n ,}、{n ,m}）之后时，匹配模式是"非贪心的"。"非贪心的"模式匹配搜索到的、尽可能短的字符串，而默认的"贪心的"模式匹配搜索到的、尽可能长的字符串。例如，在字符串"oooo"中，"o+?"只匹配单个"o"，而"o+"匹配所有"o"。 |
| . | 匹配除"\r\n"之外的任何单个字符。若要匹配包括"\r\n"在内的任意字符，请使用诸如"[\s\S]"之类的模式。 |
| (pattern) | 匹配 pattern 并捕获该匹配的子表达式。可以使用 $0...$9 属性从结果"匹配"集合中检索捕获的匹配。若要匹配括号字符 ( )，请使用"("或者")"。 |
| (?:pattern) | 匹配 pattern 但不捕获该匹配的子表达式，即它是一个非捕获匹配，不存储供以后使用的匹配。这对于用"or"字符 (|) 组合模式部件的情况很有用。例如，'industr(?:y|ies) 是比 'industry|industries' 更经济的表达式。 |
| (?=pattern) | 执行正向预测先行搜索的子表达式，该表达式匹配处于匹配 pattern 的字符串的起始点的字符串。它是一个非捕获匹配，即不能捕获供以后使用的匹配。例如，'Windows (?=95|98|NT|2000)' 匹配"Windows 2000"中的"Windows"，但不匹配"Windows 3.1"中的"Windows"。预测先行不占用字符，即发生匹配后，下一匹配的搜索紧随上一匹配之后，而不是在组成预测先行的字符后。 |
| (?!pattern) | 执行反向预测先行搜索的子表达式，该表达式匹配不处于匹配 pattern 的字符串的起始点的搜索字符串。它是一个非捕获匹配，即不能捕获供以后使用的匹配。例如，'Windows (?!95|98|NT|2000)' 匹配"Windows 3.1"中的 "Windows"，但不匹配"Windows 2000"中的"Windows"。预测先行不占用字符，即发生匹配后，下一匹配的搜索紧随上一匹配之后，而不是在组成预测先行的字符后。 |
| x |y | 匹配 x 或 y。例如，'z|food' 匹配"z"或"food"。'(z|f)ood' 匹配"zood"或"food"。 |
| [xyz] | 字符集。匹配包含的任一字符。例如，"[abc]"匹配"plain"中的"a"。 |
| [^xyz] | 反向字符集。匹配未包含的任何字符。例如，"[^abc]"匹配"plain"中"p"，"l"，"i"，"n"。 |
| [a-z] | 字符范围。匹配指定范围内的任何字符。例如，"[a-z]"匹配"a"到"z"范围内的任何小写字母。 |
| [^a-z] | 反向范围字符。匹配不在指定的范围内的任何字符。例如，"[^a-z]"匹配任何不在"a"到"z"范围内的任何字符。 |
| \b | 匹配一个字边界，即字与空格间的位置。例如，"er\b"匹配"never"中的"er"，但不匹配"verb"中的"er"。 |
| \B | 非字边界匹配。"er\B"匹配"verb"中的"er"，但不匹配"never"中的"er"。 |
| \cx | 匹配 x 指示的控制字符。例如，\cM 匹配 Control-M 或回车符。x 的值必须在 A-Z 或 a-z 之间。如果不是这样，则假定 c 就是"c"字符本身。 |
| \d | 数字字符匹配。等效于 [0-9]。 |
| \D | 非数字字符匹配。等效于 [^0-9]。 |
| \f | 换页符匹配。等效于 \x0c 和 \cL。 |
| \n | 换行符匹配。等效于 \x0a 和 \cJ。 |
| \r | 匹配一个回车符。等效于 \x0d 和 \cM。 |
| \s | 匹配任何空白字符，包括空格、制表符、换页符等。与 [ \f\n\r\t\v] 等效。 |
| \S | 匹配任何非空白字符。与 [^ \f\n\r\t\v] 等效。 |
| \t | 制表符匹配。与 \x09 和 \cI 等效。 |
| \v | 垂直制表符匹配。与 \x0b 和 \cK 等效。 |
| \w | 匹配任何字类字符，包括下划线。与"[A-Za-z0-9_]"等效。 |
| \W | 与任何非单词字符匹配。与"[^A-Za-z0-9_]"等效。 |
| \xn | 匹配 n ，此处的 n 是一个十六进制转义码。十六进制转义码必须正好是两位数长。例如，"\x41"匹配"A"。"\x041"与"\x04"&"1"等效。允许在正则表达式中使用 ASCII 代码。 |
| *num* | 匹配 num ，此处的 num 是一个正整数。到捕获匹配的反向引用。例如，"(.)\1"匹配两个连续的相同字符。 |
| *n* | 标识一个八进制转义码或反向引用。如果 *n* 前面至少有 n 个捕获子表达式，那么 n 是反向引用。否则，如果 n 是八进制数 (0-7)，那么 n 是八进制转义码。 |
| *nm* | 标识一个八进制转义码或反向引用。如果 *nm* 前面至少有 nm 个捕获子表达式，那么 nm 是反向引用。如果 *nm前面至少有 n 个捕获，则 n 是反向引用，后面跟有字符 m。如果两种前面的情况都不存在，则 *nm 匹配八进制值 nm ，其中 n 和 m 是八进制数字 (0-7)。 |
| \nml | 当 n 是八进制数 (0-3)，m 和 l 是八进制数 (0-7) 时，匹配八进制转义码 nml。 |
| \un | 匹配 n ，其中 n 是以四位十六进制数表示的 Unicode 字符。例如，\u00A9 匹配版权符号 (©)。 |
在Linux中正则表达式一些常用示例
复制/etc/passwd作为测试文件
cat /etc/passwd >> /tmp/test.txt
1、筛选出以r开头的行
grep '^r' test.txt
输出：
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
2、筛选出n结尾的行
grep -i -n 'n$' test.txt
输出：
2:bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
3:daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
...
3、筛选出以小数点结尾的行，小数点作为特殊符号，需要用转义字符\
#echo写入小数点到文件，再筛选
echo '...' >> test.txt | grep -i '\.$' test.txt
输出：
...
4、筛选出文件中的空行（^开头和$结尾，两者结合就是空白行，-n输出行号，标识又23、24两行空白）
grep -n '^$' test.txt
输出：
23:
24:
5、筛选出包含roo的行
echo "ROOT" >> test.txt | grep -i -n 'root*' test.txt
上面命令，使用了grep一些用法：
- -i 忽略大小写，
- -n 输出行号
输出：
1:root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
10:operator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin
27:ROOT
6、找出文中，r出现的次数
grep -i -n 'r*' test.txt | wc -l
25
7、找出文中，包含小写字母、大写字母、数字的字符
也可以单独筛选[a-f]或者[1-5]，数字，字母大小写，可随意组合
grep -i -n '[a-zA-Z0-9]' test.txt
输出：
其中，
- 输出的内容，字母和数字标红，用于标识匹配中
- 而冒号
:则是白色字体显示，标识未匹配
8、将文件的root全部替换为admin
sed 's/root/admin/g' test.txt
输出：
admin:x:0:0:admin:/admin:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
...
9、删除文章2~3行内容
sed '2,3d' test.txt
输出：
root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
...
准备文件，并写入内容，使用命令vim 文件名
vim josh.txt
josh josh1 josh2
josh josh1 josh2
josh josh1 josh2
10、输出1-2列内容
awk '{print $1,$2}' josh.txt
输出：
josh josh1
josh josh1
josh josh1
正则表达式是一种强大的工具，可以用于各种实际应用。掌握正则表达式的使用方法，可以提高工作效率和代码质量。