基础正则表达式（鸟哥的私房菜基础版第三版）

为什么语系的数据会影响到正规表示法的输出结果呢？我们在第零章计算机概论的文字编码系统里面谈到，文件其实记录的仅有 0 与 1，我们看到的字节文字与数字都是透过编码表转换来的。由於不同语系的编码数据并不相同，所以就会造成数据撷取结果的差异了。 举例来说，在英文大小写的编码顺序中，zh_TW.big5 及 C 这两种语系的输出结果分别如下：

• LANG=C 时：0 1 2 3 4 ... A B C D ... Z a b c d ...z
• LANG=zh_TW 时：0 1 2 3 4 ... a A b B c C d D ... z Z

上面的顺序是编码的顺序，我们可以很清楚的发现这两种语系明显就是不一样！如果你想要撷取大写字节而使用 [A-Z] 时， 会发现 LANG=C 确实可以仅捉到大写字节 (因为是连续的) ，但是如果 LANG=zh_TW.big5 时，就会发现到， 连同小写的 b-z 也会被撷取出来！因为就编码的顺序来看， big5 语系可以撷取到『 A b B c C ... z Z 』这一堆字节哩！ 所以，使用正规表示法时，需要特别留意当时环境的语系为何， 否则可能会发现与别人不相同的撷取结果喔！

由於一般我们在练习正规表示法时，使用的是兼容於 POSIX 的标准，因此就使用『 C 』这个语系(注1)！ 因此，底下的很多练习都是使用『 LANG=C 』这个语系数据来进行的喔！ 另外，为了要避免这样编码所造成的英文与数字的撷取问题，因此有些特殊的符号我们得要了解一下的！ 这些符号主要有底下这些意义：(注1)

尤其上表中的[:alnum:],[:alpha:],[:upper:],[:lower:],[:digit:]这几个一定要知道代表什么意思，因为他要比 a-z 或 A-Z 的用途要确定的很！好了，底下就让我们开始来玩玩进阶版的 grep 吧！

我们在第十一章 BASH 里面的 grep谈论过一些基础用法， 但其实 grep 还有不少的进阶用法喔！底下我们仅列出较进阶的 grep 选项与参数给大家参考，基础的 grep 用法请参考前一章的说明罗！

[root@www ~]# grep [-A] [-B] [--color=auto] '搜寻字串' filename
选项与参数：
-A ：后面可加数字，为 after 的意思，除了列出该行外，后续的 n 行也列出来；
-B ：后面可加数字，为 befer 的意思，除了列出该行外，前面的 n 行也列出来；
--color=auto 可将正确的那个撷取数据列出颜色

范例一：用 dmesg 列出核心信息，再以 grep 找出内含 eth 那行
[root@www ~]# dmesg | grep 'eth'
eth0: RealTek RTL8139 at 0xee846000,00:90:cc:a6:34:84,IRQ 10
eth0:  Identified 8139 chip type 'RTL-8139C'
eth0: link up,100Mbps,full-duplex,lpa 0xC5E1
eth0: no IPv6 routers present
# dmesg 可列出核心产生的信息！透过 grep 来撷取网络卡相关资讯 (eth) ，
# 就可发现如上资讯。不过没有行号与特殊颜色显示！看看下个范例吧！

范例二：承上题，要将捉到的关键字显色，且加上行号来表示：
[root@www ~]# dmesg | grep -n --color=auto 'eth'
247:eth0: RealTek RTL8139 at 0xee846000,IRQ 10
248:eth0:  Identified 8139 chip type 'RTL-8139C'
294:eth0: link up,lpa 0xC5E1
305:eth0: no IPv6 routers present
# 你会发现除了 eth 会有特殊颜色来表示之外，最前面还有行号喔！

范例三：承上题，在关键字所在行的前两行与后三行也一起捉出来显示
[root@www ~]# dmesg | grep -n -A3 -B2 --color=auto 'eth'
245-PCI: setting IRQ 10 as level-triggered
246-ACPI: PCI Interrupt 0000:00:0e.0[A] -> Link [LNKB] ...
247:eth0:  Identified 8139 chip type 'RTL-8139C'
249-input: PC Speaker as /class/input/input2
250-ACPI: PCI Interrupt 0000:00:01.4[B] -> Link [LNKB] ...
251-hdb: ATAPI 48X DVD-ROM DVD-R-RAM CD-R/RW drive,2048kB Cache,UDMA(66)
# 如上所示，你会发现关键字 247 所在的前两行及 248 后三行也都被显示出来！
# 这样可以让你将关键字前后数据捉出来进行分析啦！

grep 是一个很常见也很常用的命令，他最重要的功能就是进行字串数据的比对，然后将符合使用者需求的字串列印出来。 需要说明的是『grep 在数据中查寻一个字串时，是以 "整行" 为单位来进行数据的撷取的！』也就是说，假如一个文件内有 10 行，其中有两行具有你所搜寻的字串，则将那两行显示在萤幕上，其他的就丢弃了！

在关键字的显示方面，grep 可以使用 --color=auto 来将关键字部分使用颜色显示。 这可是个很不错的功能啊！但是如果每次使用 grep 都得要自行加上 --color=auto 又显的很麻烦～ 此时那个好用的 alias 就得来处理一下啦！你可以在 ~/.bashrc 内加上这行：『alias grep='grep --color=auto'』再以『 source ~/.bashrc 』来立即生效即可喔！ 这样每次运行 grep 他都会自动帮你加上颜色显示啦！

要了解正规表示法最简单的方法就是由实际练习去感受啦！所以在汇整正规表示法特殊符号前， 我们先以底下这个文件的内容来进行正规表示法的理解吧！先说明一下，底下的练习大前提是：

• 语系已经使用『 export LANG=C 』的配置值；
• grep 已经使用 alias 配置成为『 grep --color=auto 』

至於本章的练习用文件请由底下的连结来下载。需要特别注意的是，底下这个文件是鸟哥在 MS Windows 系统下编辑的， 并且已经特殊处理过，因此，他虽然是纯文字档，但是内含一些 Windows 系统下的软件常常自行加入的一些特殊字节，例如断行字节 (^M) 就是一例！ 所以，你可以直接将底下的文字以 vi 储存成 regular_express.txt 这个文件， 不过，还是比较建议直接点底下的连结：

http://vbird.dic.ksu.edu.tw/linux_basic/0330regularex/regular_express.txt

如果你的 Linux 可以直接连上 Internet 的话，那么使用如下的命令来捉取即可：

wget http://vbird.dic.ksu.edu.tw/linux_basic/0330regularex/regular_express.txt

至於这个文件的内容如下：

这文件共有 22 行，最底下一行为空白行！现在开始我们一个案例一个案例的来介绍吧！

• 例题一、搜寻特定字串

搜寻特定字串很简单吧？假设我们要从刚刚的文件当中取得 the 这个特定字串，最简单的方式就是这样：

那如果想要『反向选择』呢？也就是说，当该行没有 'the' 这个字串时才显示在萤幕上，那就直接使用：

你会发现，萤幕上出现的行列为除了 8,12,15,16,18 五行之外的其他行列！ 接下来，如果你想要取得不论大小写的 the 这个字串，则：

除了多两行 (9,14行) 之外，第 16 行也多了一个 The 的关键字被撷取到喔！

• 例题二、利用中括号 [] 来搜寻集合字节

如果我想要搜寻 test 或 taste 这两个单字时，可以发现到，其实她们有共通的 't?st' 存在～这个时候，我可以这样来搜寻：

了解了吧？其实 [] 里面不论有几个字节，他都谨代表某『一个』字节， 所以，上面的例子说明了，我需要的字串是『tast』或『test』两个字串而已！ 而如果想要搜寻到有 oo 的字节时，则使用：

但是，如果我不想要 oo 前面有 g 的话呢？此时，可以利用在集合字节的反向选择 [^] 来达成：

意思就是说，我需要的是 oo ，但是 oo 前面不能是 g 就是了！仔细比较上面两个表格，你会发现，第 1,9 行不见了，因为 oo 前面出现了 g 所致！第 2,3 行没有疑问，因为 foo 与 Foo 均可被接受！但是第 18 行明明有 google 的 goo 啊～别忘记了，因为该行后面出现了 tool 的 too 啊！所以该行也被列出来～ 也就是说， 18 行里面虽然出现了我们所不要的项目 (goo) 但是由於有需要的项目 (too) ， 因此，是符合字串搜寻的喔！

至於第 19 行，同样的，因为 goooooogle 里面的 oo 前面可能是 o ，例如： go(ooo)oogle ，所以，这一行也是符合需求的！

再来，假设我 oo 前面不想要有小写字节，所以，我可以这样写 [^abcd....z]oo ， 但是这样似乎不怎么方便，由於小写字节的 ASCII 上编码的顺序是连续的， 因此，我们可以将之简化为底下这样：

也就是说，当我们在一组集合字节中，如果该字节组是连续的，例如大写英文/小写英文/数字等等， 就可以使用[a-z],[A-Z],[0-9]等方式来书写，那么如果我们的要求字串是数字与英文呢？ 呵呵！就将他全部写在一起，变成：[a-zA-Z0-9]。例如，我们要取得有数字的那一行，就这样：

但由於考虑到语系对於编码顺序的影响，因此除了连续编码使用减号『 - 』之外， 你也可以使用如下的方法来取得前面两个测试的结果：

这样对於 [] 以及 [^] 以及 [] 当中的 - ，还有关於前面表格提到的特殊关键字有了解了吗？^_^！

• 例题三、行首与行尾字节 ^ $

我们在例题一当中，可以查询到一行字串里面有 the 的，那如果我想要让 the 只在行首列出呢？ 这个时候就得要使用定位字节了！我们可以这样做：

此时，就只剩下第 12 行，因为只有第 12 行的行首是 the 开头啊～此外， 如果我想要开头是小写字节的那一行就列出呢？可以这样：

你可以发现我们可以捉到第一个字节都不是大写的！只不过 grep 列出的关键字部分不只有第一个字节， grep 是列出一整个字 (word) 说！同样的，上面的命令也可以用如下的方式来取代的：

好！那如果我不想要开头是英文字母，则可以是这样：

注意到了吧？那个 ^ 符号，在字节集合符号(括号[])之内与之外是不同的！ 在 [] 内代表『反向选择』，在 [] 之外则代表定位在行首的意义！要分清楚喔！ 反过来思考，那如果我想要找出来，行尾结束为小数点 (.) 的那一行，该如何处理：

特别注意到，因为小数点具有其他意义(底下会介绍)，所以必须要使用跳脱字节()来加以解除其特殊意义！ 不过，你或许会觉得奇怪，但是第 5~9 行最后面也是 . 啊～怎么无法列印出来？ 这里就牵涉到 Windows 平台的软件对於断行字节的判断问题了！我们使用 cat -A 将第五行拿出来看， 你会发现：

我们在第十章内谈到过断行字节在 Linux 与 Windows 上的差异， 在上面的表格中我们可以发现 5~9 行为 Windows 的断行字节 (^M$) ，而正常的 Linux 应该仅有第 10 行显示的那样 ($) 。所以罗，那个 . 自然就不是紧接在 $ 之前喔！也就捉不到 5~9 行了！这样可以了解 ^ 与 $ 的意义吗？ 好了，先不要看底下的解答，自己想一想，那么如果我想要找出来，哪一行是『空白行』， 也就是说，该行并没有输入任何数据，该如何搜寻？

因为只有行首跟行尾 (^$)，所以，这样就可以找出空白行啦！再来，假设你已经知道在一个程序脚本 (shell script) 或者是配置档当中，空白行与开头为 # 的那一行是注解，因此如果你要将数据列出给别人参考时， 可以将这些数据省略掉以节省保贵的纸张，那么你可以怎么作呢？ 我们以 /etc/syslog.conf 这个文件来作范例，你可以自行参考一下输出的结果：

是否节省很多版面啊？

• 例题四、任意一个字节 . 与重复字节 *

在第十一章 bash当中，我们知道万用字节 *可以用来代表任意(0或多个)字节， 但是正规表示法并不是万用字节，两者之间是不相同的！ 至於正规表示法当中的『 . 』则代表『绝对有一个任意字节』的意思！这两个符号在正规表示法的意义如下：

• . (小数点)：代表『一定有一个任意字节』的意思；
• * (星星号)：代表『重复前一个字节， 0 到无穷多次』的意思，为组合形态

这样讲不好懂，我们直接做个练习吧！假设我需要找出 g??d 的字串，亦即共有四个字节， 起头是 g 而结束是 d ，我可以这样做：

因为强调 g 与 d 之间一定要存在两个字节，因此，第 13 行的 god 与第 14 行的 gd 就不会被列出来啦！再来，如果我想要列出有 oo,ooo,oooo 等等的数据， 也就是说，至少要有两个(含) o 以上，该如何是好？是 o* 还是 oo* 还是 ooo* 呢？ 虽然你可以试看看结果， 不过结果太占版面了 @_@ ，所以，我这里就直接说明。

因为 * 代表的是『重复 0 个或多个前面的 RE 字符』的意义， 因此，『o*』代表的是：『拥有空字节或一个 o 以上的字节』， 特别注意，因为允许空字节(就是有没有字节都可以的意思)，因此，『grep -n 'o*' regular_express.txt』将会把所有的数据都列印出来萤幕上！

那如果是『oo*』呢？则第一个 o 肯定必须要存在，第二个 o 则是可有可无的多个 o ， 所以，凡是含有 o,oo,oooo 等等，都可以被列出来～

同理，当我们需要『至少两个 o 以上的字串』时，就需要 ooo* ，亦即是：

这样理解 * 的意义了吗？好了，现在出个练习，如果我想要字串开头与结尾都是 g，但是两个 g 之间仅能存在至少一个 o ，亦即是 gog,goog,gooog.... 等等，那该如何？

如此了解了吗？再来一题，如果我想要找出 g 开头与 g 结尾的字串，当中的字节可有可无，那该如何是好？是『g*g』吗？

但测试的结果竟然出现这么多行？太诡异了吧？其实一点也不诡异，因为 g*g 里面的 g* 代表『空字节或一个以上的 g』 在加上后面的 g ，因此，整个 RE 的内容就是 g,gg,ggg,gggg ， 因此，只要该行当中拥有一个以上的 g 就符合所需了！

那该如何得到我们的 g....g 的需求呢？呵呵！就利用任意一个字节『.』啊！ 亦即是：『g.*g』的作法，因为 * 可以是 0 或多个重复前面的字符，而 . 是任意字节，所以： 『.* 就代表零个或多个任意字节』的意思啦！

因为是代表 g 开头与 g 结尾，中间任意字节均可接受，所以，第 1,14,20 行是可接受的喔！ 这个 .* 的 RE 表示任意字节是很常见的，希望大家能够理解并且熟悉！ 再出一题，如果我想要找出『任意数字』的行列呢？因为仅有数字，所以就成为：

虽然使用 grep -n '[0-9]' regular_express.txt 也可以得到相同的结果， 但鸟哥希望大家能够理解上面命令当中 RE 表示法的意义才好！

• 例题五、限定连续 RE 字符范围 {}

在上个例题当中，我们可以利用 . 与 RE 字符及 * 来配置 0 个到无限多个重复字节， 那如果我想要限制一个范围区间内的重复字节数呢？举例来说，我想要找出两个到五个 o 的连续字串，该如何作？这时候就得要使用到限定范围的字符 {} 了。 但因为 { 与 } 的符号在 shell 是有特殊意义的，因此， 我们必须要使用跳脱字符 来让他失去特殊意义才行。至於 {} 的语法是这样的，假设我要找到两个 o 的字串，可以是：

这样看似乎与 ooo* 的字符没有什么差异啊？因为第 19 行有多个 o 依旧也出现了！ 好，那么换个搜寻的字串，假设我们要找出 g 后面接 2 到 5 个 o ，然后再接一个 g 的字串，他会是这样：

嗯！很好！第 19 行终於没有被取用了(因为 19 行有 6 个 o 啊！)。 那么，如果我想要的是 2 个 o 以上的 goooo....g 呢？除了可以是 gooo*g ，也可以是：

呵呵！就可以找出来啦～

经过了上面的几个简单的范例，我们可以将基础的正规表示法特殊字符汇整如下：

再次强调：『正规表示法的特殊字节』与一般在命令列输入命令的『万用字节』并不相同， 例如，在万用字节当中的 * 代表的是『 0 ~ 无限多个字节』的意思，但是在正规表示法当中， * 则是『重复 0 到无穷多个的前一个 RE 字符』的意思～使用的意义并不相同，不要搞混了！

举例来说，不支持正规表示法的 ls 这个工具中，若我们使用 『ls -l * 』 代表的是任意档名的文件，而 『ls -l a* 』代表的是以 a 为开头的任何档名的文件， 但在正规表示法中，我们要找到含有以 a 为开头的文件，则必须要这样：(需搭配支持正规表示法的工具)

ls | grep -n '^a.*'

在了解了一些正规表示法的基础应用之后，再来呢？呵呵～两个东西可以玩一玩的，那就是 sed 跟底下会介绍的 awk 了！ 这两个家伙可是相当的有用的啊！举例来说，鸟哥写的logfile.sh 分析登录档的小程序(第十九章会谈到)，绝大部分分析关键字的取用、统计等等，就是用这两个宝贝蛋来帮我完成的！那么你说，要不要玩一玩啊？^_^

我们先来谈一谈 sed 好了， sed 本身也是一个管线命令，可以分析 standard input 的啦！ 而且 sed 还可以将数据进行取代、删除、新增、撷取特定行等等的功能呢！很不错吧～ 我们先来了解一下 sed 的用法，再来聊他的用途好了！

• 以行为单位的新增/删除功能

sed 光是用看的是看不懂的啦！所以又要来练习了！先来玩玩删除与新增的功能吧！

范例一：将 /etc/passwd 的内容列出并且列印行号，同时，请将第 2~5 行删除！
[root@www ~]# nl /etc/passwd | sed '2,5d'
     1  root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
     6  sync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/sync
     7  shutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdown
.....(后面省略).....

看到了吧？sed 的动作为 '2,5d' ，那个 d 就是删除！因为 2-5 行给他删除了，所以显示的数据就没有 2-5 行罗～ 另外，注意一下，原本应该是要下达 sed -e 才对，没有 -e 也行啦！同时也要注意的是， sed 后面接的动作，请务必以 '' 两个单引号括住喔！

如果题型变化一下，举例来说，如果只要删除第 2 行，可以使用『 nl /etc/passwd | sed '2d' 』来达成， 至於若是要删除第 3 到最后一行，则是『 nl /etc/passwd | sed '3,$d' 』的啦，那个钱字号『 $ 』代表最后一行！

嘿嘿！在 a 后面加上的字串就已将出现在第二行后面罗！那如果是要在第二行前呢？『 nl /etc/passwd | sed '2i drink tea' 』就对啦！就是将『 a 』变成『 i 』即可。 添加一行很简单，那如果是要增将两行以上呢？

这个范例的重点是『我们可以新增不只一行喔！可以新增好几行』但是每一行之间都必须要以反斜线『 』来进行新行的添加喔！所以，上面的例子中，我们可以发现在第一行的最后面就有 存在啦！那是一定要的喔！

• 以行为单位的取代与显示功能

刚刚是介绍如何新增与删除，那么如果要整行取代呢？看看底下的范例吧：

透过这个方法我们就能够将数据整行取代了！非常容易吧！sed 还有更好用的东东！我们以前想要列出第 11~20 行， 得要透过『head -n 20 | tail -n 10』之类的方法来处理，很麻烦啦～ sed 则可以简单的直接取出你想要的那几行！是透过行号来捉的喔！看看底下的范例先：

上述的命令中有个重要的选项『 -n 』，按照说明文件，这个 -n 代表的是『安静模式』！ 那么为什么要使用安静模式呢？你可以自行下达 sed '5,7p' 就知道了 (5-7 行会重复输出)！ 有没有加上 -n 的参数时，输出的数据可是差很多的喔！你可以透过这个 sed 的以行为单位的显示功能， 就能够将某一个文件内的某些行号捉出来查阅！很棒的功能！不是吗？

• 部分数据的搜寻并取代的功能

除了整行的处理模式之外， sed 还可以用行为单位进行部分数据的搜寻并取代的功能喔！ 基本上 sed 的搜寻与取代的与 vi 相当的类似！他有点像这样：

sed 's/要被取代的字串/新的字串/g'

上表中特殊字体的部分为关键字，请记下来！至於三个斜线分成两栏就是新旧字串的替换啦！ 我们使用底下这个取得 IP 数据的范例，一段一段的来处理给您瞧瞧，让你了解一下什么是咱们所谓的搜寻并取代吧！

透过这个范例的练习也建议您依据此一步骤来研究你的命令！就是先观察，然后再一层一层的试做， 如果有做不对的地方，就先予以修改，改完之后测试，成功后再往下继续测试。以鸟哥上面的介绍中， 那一大串命令就做了四个步骤！对吧！ ^_^

让我们再来继续研究 sed 与正规表示法的配合练习！假设我只要 MAN 存在的那几行数据， 但是含有 # 在内的注解我不想要，而且空白行我也不要！此时该如何处理呢？可以透过这几个步骤来实作看看：

• 直接修改文件内容(危险动作)

你以为 sed 只有这样的能耐吗？那可不！ sed 甚至可以直接修改文件的内容呢！而不必使用管线命令或数据流重导向！ 不过，由於这个动作会直接修改到原始的文件，所以请你千万不要随便拿系统配置档来测试喔！ 我们还是使用你下载的 regular_express.txt 文件来测试看看吧！

sed 的『 -i 』选项可以直接修改文件内容，这功能非常有帮助！举例来说，如果你有一个 100 万行的文件，你要在第 100 行加某些文字，此时使用 vim 可能会疯掉！因为文件太大了！那怎办？就利用 sed 啊！透过 sed 直接修改/取代的功能，你甚至不需要使用 vim 去修订！很棒吧！

总之，这个 sed 不错用啦！而且很多的 shell script 都会使用到这个命令的功能～ sed 可以帮助系统管理员管理好日常的工作喔！要仔细的学习呢！

ps:

实时检查网络是否良好小脚本：test_ping.sh