awk

awk介绍
    awk：报告生成器，格式化文本输出
    有多种版本：New awk（nawk），GNU awk（gawk）
    gawk：模式扫描和处理语言
    基本用法：
            awk [options] ‘program’ var=value file…
            awk [options] -f programfile var=value file…  调用文件
            awk [options] 'BEGIN{ action;… } pattern{ action;… } END{ action;… }' file ...
            awk程序通常由：BEGIN语句块、能够使用模式匹配的通用语句块、END语句块，共3部分组成
            program通常是被单引号或双引号中(建议单引号，双引号有其他作用)
    选项：
            -F 指明输入时用到的字段分隔符(=cut -d；默认空白符作为分隔符)
            -v var=value: 自定义变量

awk语言
    基本格式：awk [options] 'program' file…
    program: pattern{action statements;..}  (可以使用正则表达式)
    pattern和action：
        pattern部分决定动作语句何时触发及触发事件(=sed，满足过滤条件，就读入相应的文件内容)
            BEGIN,END
        action statements对数据进行处理，放在{}内指明
            print(=echo，只是显示), printf(具有对齐功能、cmd命令行也可以用) 
    域
        column 列 字段 filed 域 
    记录
        row 行 记录 record
    分割符
        行之间的分割：默认\n为换行符；也可以自定义其他符号为换行符；此时称分割的字段为记录；
        awk执行时，由分隔符分隔的字段(域=列)标记$1,$2..$n称为域标识；$0为所有域
            注意：和shell中变量$符含义不同
    省略action，则默认执行print $0 的操作

awk工作原理
    第一步：执行BEGIN{action;… }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{ action;… }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{action;…}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，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

awk
    awk 'pattern{action}' file  大括号外面用单引号，里面用双引号
print格式：print item1, item2, ...
要点：
    (1) 逗号分隔符
    (2) 输出的各item可以字符串，也可以是数值；当前记录的字段、变量或awk的表达式
    (3) 如省略item，相当于print $0
示例：
    awk '{print "hello,awk"}'
    awk –F: ‘{print “wang”}’ /etc/passwd  打印字符串，必须加双引号，否则会认为是变量或命令；
    awk –F: '{print}' /etc/passwd  
    awk –F: ‘{print $0}’ /etc/passwd
    awk –F: ‘{print $1}’ /etc/passwd
    awk –F: ‘{print $1”\t”$3}’ /etc/passwd  可以自定义输出结果的分隔符
    grep '^UUID' /etc/fstab|awk ‘{print $2}’  取挂载点

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awk变量
    变量：内置和自定义变量(变量名称固定)
    FS(filed spacer)：输入字段分隔符，默认为空白字符
        awk -v FS=':' '{print $1,FS,$3}' /etc/passwd  引用内部变量
        awk -v FS=: '{print $1FS$3}' /etc/passwd
        s=:; awk -v FS=$s '{print $1,FS,$3}' /etc/passwd  引用外部变量
    OFS：输出字段分隔符，默认为空白字符
        awk -v FS=':' -v OFS='---' '{print $1,$3}' /etc/passwd
    RS：输入记录分隔符，指定输入时的换行符，原换行符仍有效
        awk -v RS=: '{print }' f1 (下图)
    ORS：输出记录分隔符，输出时用指定符号代替换行符
        awk -v RS=: -v ORS='###' '{print }' f1 (下图)
    NF：字段数量
        awk -F：'{print NF}' /etc/fstab,引用内置变量不用$
        awk -F: 'END{print NF}' /etc/fstab
        awk -F: '{print $(NF-1)}' /etc/passwd  打印倒数第二列字符串
    NR：行号
        awk '{print NR}' /etc/fstab; awk END'{print NR}' /etc/fstab
        awk '{print NR,$0}' /etc/fstab
    FNR：各文件分别计数,行号
        awk '{print FNR}' /etc/fstab /etc/inittab
        awk '{print NR,$0}' /etc/fstab /etc/inittab
        awk '{print FNR,$0}' /etc/fstab /etc/inittab
    FILENAME：当前文件名
        awk '{print FILENAME}' /etc/fstab
    ARGC：命令行参数的个数
        awk '{print ARGC}' /etc/fstab /etc/inittab
        awk 'BEGIN {print ARGC}' /etc/fstab /etc/inittab
    ARGV：数组，保存的是命令行所给定的各参数
        awk 'BEGIN {print ARGV[0]}' /etc/fstab /etc/inittab
        awk 'BEGIN {print ARGV[1]}' /etc/fstab /etc/inittab
        awk  '{print ARGC,ARGV[0]}' /etc/fstab /etc/inittab
        awk  '{print ARGC,ARGV[ARGC-1]}' /etc/fstab /etc/inittab  最后一个参数

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awk变量
    自定义变量(区分字符大小写)(变量名称自定义)
        (1) -v var=value
        (2) 在program中直接定义
    示例：
        awk -v test='hello gawk' '{print test}' /etc/fstab
        awk -v test='hello gawk' 'BEGIN{print test}'
        awk 'BEGIN{test="hello,gawk";print test}'
        awk -F: '{sex="male";age=18;print$1,sex,age}' /etc/passwd

        vim awkscript：{sex="male";age=18;print script,$1,sex,age}
        awk -F: -f awkscript script="awk" /etc/passwd

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printf命令
    格式化输出：printf "FORMAT", item1, item2, ...
        (1) 必须指定FORMAT
        (2) 不会自动换行，需要显示给出换行控制符，\n (print 默认换行)
        (3) FORMAT中需要分别为后面每个item指定格式符
    格式符：与item一一对应
        %c: 显示字符的ASCII码
        %d, %i: 显示十进制整数
        %e, %E:显示科学计数法数值
        %f：显示为浮点数
        %g, %G：以科学计数法或浮点形式显示数值
        %s：显示字符串(数字也会当成字符串)
        %u：无符号整数
        %%: 显示%自身
     修饰符：
        #[.#]：第一个数字控制显示的宽度；第二个#表示小数点后精度，%3.1f (3位整数，1位小数，无小数，就补0)
        -: 左对齐（默认右对齐）%-15s (15个字符的宽度)
        +：显示数值的正负符号%+d

printf示例
    awk -F: '{printf "%s",$1}' /etc/passwd
    awk -F: '{printf "%s\n",$1}' /etc/passwd
    awk -F: '{printf "%s %d\n",$1,$3}' /etc/passwd
    awk -F: '{printf "%s---%d\n",$1,$3}' /etc/passwd
    awk -F: '{printf "%s %4.2f\n",$1,$3}' /etc/passwd
    awk -F: '{printf "%-20s %-10d\n",$1,$3}' /etc/passwd(数字左对齐)
    awk -F: '{printf "Username: %s\n",$1}' /etc/passwd
    awk -F: '{printf "Username: %-20s UID:%d\n",$1,$3}' /etc/passwd

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操作符
  算术操作符：(如下图)
      x+y, x-y, x*y, x/y, x^y, x%y
      -x: 转换为负数
      +x: 转换为数值
  字符串操作符：没有符号的操作符，字符串连接
  赋值操作符：
      =, +=, -=, *=, /=, %=, ^=
      ++, --
  比较操作符：
      ==, !=,>, >=, <, <=
  模式匹配符： ~：左边是否和右边匹配包含  !~：是否不匹配
      awk -F: '$0 ~ /root/{print $1}' /etc/passwd
      awk -F: '$0 ~ /root/' /etc/passwd  {action}可以不写=print $0
      awk '$0~"^root"' /etc/passwd
      awk '$0 !~ /root/' /etc/passwd
      awk -F: '$3==0' /etc/passwd
      awk -F: '$3>=1000{print $1,$3}' /etc/passwd
      df|awk '$0~"/dev/sd"'|awk '{print $5}'|awk -F% '{print $1}'
      awk '$0~"UUID"' /etc/fstab|awk '{print $2}'  取挂载点
  
逻辑操作符：与&&，或||，非! (区别于 短路与  短路或)
  示例：
      awk -F: '$3>=0 && $3<=1000 {print $1}' /etc/passwd
      awk -F: '$3==0 || $3>=1000 {print $1}' /etc/passwd
      awk -F: '!($3==0) {print $1}' /etc/passwd
      awk -F: '!($3>=500) {print $3}' /etc/passwd
  函数调用：function_name(argu1, argu2, ...)(后面阐述)
  条件表达式（三目表达式）：
      selector(第一)?if-true-expression(第二):if-false-expression(第三)  (第一为真——执行第二；第一为假——执行第三)
      示例：(如下图)
      awk -F: '{$3>=1000?usertype="Common User":usertype="Sysadmin or SysUser";printf "%20s:%-s\n",$1,usertype}' /etc/passwd
      awk -F: '{$3>=1000?usertype="Common User":usertype="Sysadmin or SysUser";printf "%-20s %-10s\n",$1,usertype}' /etc/passwd
      awk -F: '{$3>=1000?usertype="Common User":usertype="Sysadmin or SysUser";printf "%-20s %-20s %d\n",$1,usertype,$3}' /etc/passwd

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awk PATTERN
  1 PATTERN: 根据pattern条件，过滤匹配的行，再做处理
    (1)如果未指定：空模式，匹配每一行
    (2) /regular expression/(正则表达式)：仅处理能够模式匹配到的行，需要用/ /括起来
        awk '/^UUID/' /etc/fstab|awk '{print $2}'  取挂载点(省略print$0)
        df|awk '/^\/dev\/sd/{print $5}'|awk -F% '{print $1}'
        awk'!/^UUID/{print $1}' /etc/fstab
    (3) relational expression: 关系表达式，结果为“真”才会被处理
        真：结果为非0值，非空字符串
        假：结果为空字符串或0值
    示例
        awk -F: '""{print $1,$3}' /etc/passwd  引号内，什么都没有 假
        awk -F: '" "{print $1,$3}' /etc/passwd  有空格 真
        awk -F: '!0 {print $1,$3}' /etc/passwd  真
        awk -F: '!1 {print $1,$3}' /etc/passwd  假
        awk -F: -v n=0 'n{print $1,$3}' /etc/passwd  假
        awk -F: -v n=1 'n{print $1,$3}' /etc/passwd  真
        awk -F: -v n=1 'n++{print $1,$3}' /etc/passwd  从第二行打印
        awk -F: -v n=1 '++n{print $1,$3}' /etc/passwd  从第一行打印
        awk '0-3' /etc/issue  真
        awk -F: 'i=1;j=1{print i,j}' /etc/passwd   
        awk -F: '$NF!="/bin/bash"{print $1,$NF}' /etc/passwd = awk -F: '!($NF=="/bin/bash"){print $1,$NF}' /etc/passwd
        awk -F: '$NF=="/bin/bash"{print $1,$NF}' /etc/passwd = awk -F: '$NF~ /bash$/{print $1,$NF}' /etc/passwd
    (4) line ranges：行范围
        startline,endline：/pat1/,/pat2/不支持直接给出数字格式
        awk -F: '/^root\>/,/^nobody\>/{print $1}' /etc/passwd
        awk -F: '(NR>=10&&NR<=20){print NR,$1}' /etc/passwd
    (5) BEGIN/END模式
        BEGIN{}: 仅在开始处理文件中的文本之前执行一次
        END{}: 仅在文本处理完成之后执行一次
    示例
        awk -F: 'BEGIN {print "LINE USER USERID"} {print NF,$1":"$3} END{print "end file"}' /etc/passwd
        awk -F: '{print "USER USERID";print $1":"$3} END{print "end file"}' /etc/passwd
        awk -F: 'BEGIN{print " USER UID \n---------------"}{print $1,$3}' /etc/passwd
        awk -F: 'BEGIN{print "LINE      USER      UID \n----------------------------------"}{printf "%5s|%20s|%d\n",NR,$1,$3}END{print "====================================="}' /etc/passwd
        seq 10 |awk 'i=0'  假
        seq 10 |awk 'i=1'  真
        seq 10 |awk 'i=!i'  打印奇数
        seq 10 |awk '{i=!i;print i}'  
        seq 10 |awk '!(i=!i)'  打印偶数
        seq 10 |awk -v i=1 'i=!i'  打印偶数

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awk action
  常用的action分类
    (1) Expressions:算术，比较表达式等
    (2) Control statements：if, while等
    (3) Compound statements：组合语句
    (4) input statements
    (5) output statements：print等
awk控制语句
    { statements;… } 组合语句
    if(condition) {statements;…}
    if(condition) {statements;…} else {statements;…}
    while(conditon) {statments;…}
    do {statements;…} while(condition)
    for(expr1;expr2;expr3) {statements;…}
    break
    continue
    delete array[index]
    delete array
    exit
awk控制语句 if-else
    语法
      if(condition){statement1;…}[else statement2]  
      如果condition成立，就执行statement1；如果condition不成立，就执行statement2；
      if(condition1){statement1}else if(condition2){statement2}else{statement3}
    使用场景：对awk取得的整行或某个字段做条件判断
    示例
      awk -F: '{if($3>=1000)print $1,$3}' /etc/passwd
      awk -F: '{if($NF=="/bin/bash") print $1}' /etc/passwd
      awk '{if(NF>5) print $0}' /etc/fstab  默认空格作为分隔符
      awk -F: '{if($3>=1000) {printf"Common user: %s\n",$1} else {printf"root or Sysuser: %s\n",$1}}' /etc/passwd
      awk -F: '{if($3>=1000) printf "Common user: %s\n",$1;else printf "root or Sysuser: %s\n",$1}' /etc/passwd
      df -h|awk -F% '/^\/dev/{print $1}'|awk '$NF>=80{print $1,$5}'
      awk 'BEGIN{ test=100;if(test>90){print "very good"}else if(test>60){ print "good"}else{print "no pass"}}'
awk控制语句 while
    语法：while(condition){statement;…}
    条件“真”，进入循环；条件“假”，退出循环
    使用场景：
      对一行内的多个字段逐一类似处理时使用
      对数组中的各元素逐一处理时使用
    示例
      awk '/^[[:space:]]*linux16/{i=1;while(i<=NF){print $i,length($i); i++}}' /etc/grub2.cfg
      awk '/^[[:space:]]*linux16/{i=1;while(i<=NF) {if(length($i)>=10) {print $i,length($i)}; i++}}' /etc/grub2.cfg
awk控制语句 do-while
    语法：do {statement;…}while(condition)
    意义：无论真假，至少执行一次循环体
    示例
      awk 'BEGIN{ total=0;i=0;do{ total+=i;i++;}while(i<=100);print total}'
      awk 'BEGIN{ total=0;i=0;while(i<=100){ total+=i;i++};print total}'
      awk 'BEGIN{i=0;print ++i,i}'
      awk 'BEGIN{i=0;print i++,i}'
awk控制语句 for
    语法：for(expr1;expr2;expr3) {statement;…}  expr1-->expr2-->statement-->expr3-->expr2-->statement
    常见用法：
        for(variable assignment;condition;iteration process)
        {for-body}
    特殊用法：能够遍历数组中的元素
        语法：for(varin array) {for-body}
    示例：
        awk '/^[[:space:]]*linux16/{for(i=1;i<=NF;i++) {print $i,length($i)}}' /etc/grub2.cfg
awk控制语句 switch continue break
    语法：switch(expression) {case VALUE1 or /REGEXP/: statement1; case VALUE2 or /REGEXP2/: statement2; ...; default: statementn}
    break(退出整个循环)和continue(退出本次循环)
      awk 'BEGIN{sum=0;for(i=1;i<=100;i++){if(i%2==0)continue;sum+=i}print sum}'  奇数之和
      awk 'BEGIN{sum=0;for(i=1;i<=100;i++){if(i%2!=0)continue;sum+=i}print sum}'  偶数之和
      awk 'BEGIN{sum=0;for(i=1;i<=100;i++){if(i==66)break;sum+=i}print sum}'
      break [n]  continue [n]  嵌套
    next
      提前结束对本行处理而直接进入下一行处理(awk自身循环)
      awk -F: '{if($3%2!=0) next; print $1,$3}' /etc/passwd  uid是偶数，即打印

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awk数组
  关联数组：array[index-expression]
  index-expression:
    (1) 可使用任意字符串；字符串要使用双引号括起来
    (2) 如果某数组元素事先不存在，在引用时，awk会自动创建此元素，并将其值初始化为“空串”
    若要判断数组中是否存在某元素，要使用“index in array”格式进行遍历
  示例
    awk 'BEGIN{weekdays["mon"]="Monday";weekdays["tue"]="Tuesday";print weekdays["mon"],weekdays["tue"]}'
    awk '!arr[$0]++' dupfile  过滤重复行($0整行)
    awk -v n=0 '!n++'  先取反，再++(只打印第一次)
    awk '{!arr[$0]++;print $0, arr[$0]}' dupfile  (arr[$0]：前面累加的结果，即出现次数)
  若要遍历数组中的每个元素，要使用for循环
  for(var in array) {for-body}
  注意：var会遍历array的每个索引
  示例
    awk 'BEGIN{weekdays["mon"]="Monday";weekdays["tue"]="Tuesday";for(i in weekdays) {print weekdays[i]}}'
    netstat -tan | awk '/^tcp/{state[$NF]++}END{for(i in state) { print i,state[i]}}'  每种状态出现次数
    ss -tan |awk '!/^State/{state[$1]++}END{for(i in state){print i,state[i]}}'  每种状态出现次数
    ss -tan|grep -v '^State'|cut -d " " -f1|sort|uniq -c  每种状态出现次数
    awk '{ip[$1]++}END{for(i in ip) {print i,ip[i]}}' /var/log/httpd/access_log |sort -nr -k2 |head -n5  取连接次数排在前5的ip 
    awk '{for(i=1;i<=NF;i++){word[$i]++}}END{for(i in word){print i,word[i]}}' /etc/fstab  统计/etc/fstab文件每个单词出现的次数

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awk函数
  数值处理
    rand()：返回0和1之间一个随机数
    awk 'BEGIN{srand(); for (i=1;i<=10;i++)print int(rand()*100) }'
    awk 'BEGIN{srand(); i=1;while(i<=10){print int(rand()*100);i++}}'
  字符串处理
    length([s])：返回指定字符串的长度
    sub(r,s,[t])：对t字符串进行搜索r表示的模式匹配的内容，并将第一个匹配的内容替换为s
        echo "2008:08:08 08:08:08" | awk 'sub(/:/,"-",$1)'
    gsub(r,s,[t])：对t字符串进行搜索r表示的模式匹配的内容，并全部替换为s所表示的内容
        echo "2008:08:08 08:08:08" | awk 'gsub(/:/,"-",$0)'
    split(s,array,[r])：以r为分隔符，切割字符串s，并将切割后的结果保存至array所表示的数组中，第一个索引值为1,第二个索引值为2,…
        netstat -tan | awk '/^tcp\>/{split($5,ip,":");count[ip[1]]++}END{for (i in count) {print i,count[i]}}'
  自定义函数
    格式
      function name ( parameter, parameter, ... ) {
                  statements
                  return expression
      }
    示例
      #cat fun.awk
          function max(v1,v2) {
              v1>v2?var=v1:var=v2
              return var
          }
          BEGIN{a=3;b=2;print max(a,b)}
      #awk -f fun.awk

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awk中调用shell命令
  system命令
  空格是awk中的字符串连接符，如果system中需要使用awk中的变量可以使用空格分隔，或者说除了awk的变量外其他一律用""引用起来。
      awk BEGIN'{system("hostname")}'
      awk 'BEGIN{score=100; system("echo your score is " score) }'

awk脚本
  将awk程序写成脚本，直接调用或执行
  示例
    #cat f1.awk
        {if($3>=1000)print $1,$3}
    #awk -F: -f f1.awk /etc/passwd

    #cat f2.awk
        #!/bin/awk -f
        #this is a awkscript
        {if($3>=1000)print $1,$3}
    #chmod +x f2.awk
    #./f2.awk -F: /etc/passwd(不在path路径里，所以要加./f2.awk)
向awk脚本传递参数
  格式
      awkfile var=value var2=value2... Inputfile
  注意
    在BEGIN过程中不可用；直到首行输入完成以后，变量才可用；
    可以通过-v 参数，让awk在执行BEGIN之前得到变量的值；命令行中每一个指定的变量都需要一个-v参数
  示例
      #cat test.awk
          #!/bin/awk -f
          {if($3 >=min && $3<=max)print $1,$3}
      #chmod +x test.awk
      #test.awk -F: min=100 max=200 /etc/passwd

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