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04_sed流编辑器：增删改查_多行处理

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sed 流编辑器：增删改查、多行处理（sed Stream Editor: CRUD & Multi-line）

章节概述

本章全面讲解 sed 流编辑器的核心功能，包括地址定位、增删改查操作、多命令组合、模式空间与保持空间的工作机制，以及与 C 语言字符串操作的对比。sed 是构建文本处理流水线的关键工具。

核心理念：sed 是一个基于模式匹配的非交互式流编辑器，它的核心是”读取-匹配-执行-输出”循环，理解模式空间是掌握 sed 的关键。

第1节：sed 基础语法（sed Basic Syntax）

# 基本结构
sed [options] 'command' file
sed [options] -e 'command1' -e 'command2' file
sed [options] -f script.sed file
 
# 常用选项
sed -n 'p' file          # -n 抑制默认输出
sed -i 's/old/new/' file # -i 原地编辑（macOS 需 -i ''）
sed -E 's/pattern/repl/' file  # -E 启用 ERE

地址语法

地址类型语法示例说明
行号nsed '3d'第 3 行
行号范围n,msed '2,5d'第 2-5 行
最后一行$sed '$d'最后一行
正则匹配/regex/sed '/^#/d'匹配的行
范围addr1,addr2sed '/BEGIN/,/END/d'范围删除
步进~sed '1~2d'奇数行
地址取反!sed '/^#/!d'不匹配的行

第2节：增删改查操作（CRUD Operations）

查（p 打印）

# 打印特定行
sed -n '5p' file.txt          # 第 5 行
sed -n '1,10p' file.txt       # 前 10 行
sed -n '/error/p' file.txt    # 包含 error 的行
 
# 打印并显示行号
sed -n '/pattern/{=;p}' file.txt
 
# 打印范围外的行
sed -n '1,5!p' file.txt       # 除了 1-5 行

删（d 删除）

# 删除行
sed '3d' file.txt              # 删除第 3 行
sed '1,5d' file.txt            # 删除前 5 行
sed '/^$/d' file.txt           # 删除空行
sed '/^#/d' file.txt           # 删除注释行
sed '$d' file.txt              # 删除最后一行
 
# 删除范围
sed '/BEGIN/,/END/d' file.txt  # 删除 BEGIN 到 END
sed '1d' file.txt              # 删除第一行

改（s 替换）

# 基本替换
sed 's/old/new/' file.txt          # 每行第一个
sed 's/old/new/g' file.txt         # 所有匹配
sed 's/old/new/gi' file.txt        # 全局 + 忽略大小写
 
# 地址限定替换
sed '1s/old/new/' file.txt         # 仅第 1 行
sed '/^server/s/port/8080/' file.txt  # 仅 server 行
 
# 使用不同分隔符（处理路径）
sed 's|/usr/local|/opt|g' file.txt
sed 's#http://#https://#g' file.txt

改（c 整行替换 / a 追加 / i 插入）

# c：替换整行
sed '/^server/c\server_name example.com;' nginx.conf
 
# a：在匹配行后追加
sed '/^server/a\    charset utf-8;' nginx.conf
 
# i：在匹配行前插入
sed '/^server/i\# Server configuration' nginx.conf
 
# 多行追加（使用 \n）
sed '/^server/a\    location / {\n        proxy_pass http://backend;\n    }' nginx.conf

第3节：替换高级技巧（Advanced Substitution）

反向引用

# 交换字段
echo "John:Doe:30" | sed -E 's/([^:]+):([^:]+):(.+)/\2:\1:\3/'
# 输出：Doe:John:30
 
# 给第一个单词加引号
echo "hello world" | sed -E 's/(\w+)/"\1"/'
# 输出："hello" world
 
# 提取子字符串
echo "2024-01-15" | sed -E 's/([0-9]{4})-([0-9]{2})-([0-9]{2})/\1年\2月\3日/'

特殊替换字符

字符含义示例
&匹配的文本sed 's/pattern/[&]/'
\l下一个字符小写sed 's/\(.\)/\l\1/'
\u下一个字符大写sed 's/\(.\)/\u\1/'
\L后续字符小写sed 's/.*/\L&/'
\U后续字符大写sed 's/.*/\U&/'
\E结束大小写转换sed 's/\U\1\E rest/\u\1/'

替换修饰符

# g：全局替换（每行所有匹配）
sed 's/old/new/g' file.txt
 
# 数字：替换第 n 个匹配
sed 's/old/new/2' file.txt      # 第 2 个匹配
 
# p：替换成功时打印
sed -n 's/old/new/p' file.txt
 
# w：替换成功时写入文件
sed 's/old/new/w matches.txt' file.txt
 
# 组合使用
sed 's/old/new/giw changed.txt' file.txt

第4节：多命令处理（Multi-command Processing）

# 分号分隔（对同一行执行多个命令）
sed 's/foo/bar/g; s/baz/qux/g' file.txt
 
# 花括号分组
sed '/^server/{s/port/8080/; s/host/localhost/}' nginx.conf
 
# -e 多表达式
sed -e 's/foo/bar/' -e 's/baz/qux/' file.txt
 
# 地址 + 命令组合
sed -n '/^BEGIN/,/^END/{/^#/d; s/old/new/g; p}' file.txt

执行顺序

# sed 按行读取，对每行依次执行所有命令
echo "hello" | sed 's/h/H/; s/o/O/; s/l/L/; s/o/O/'
# 输出：HELLo（每条命令依次处理同一行）
 
# 条件执行
sed '/pattern/{s/old/new/; w modified.txt}' file.txt

第5节：模式空间与保持空间（Pattern & Hold Space）

sed 有两个内部缓冲区：

缓冲区默认值作用命令
模式空间当前处理行匹配和操作默认工作区
保持空间空行 \n临时存储h, H, g, G, x

空间操作命令

命令功能说明
h复制到保持空间覆盖
H追加到保持空间带 \n
g从保持空间复制到模式空间覆盖
G从保持空间追加到模式空间带 \n
x交换模式空间和保持空间互换

多行处理示例

# 合并连续两行
sed 'N;s/\n/ /' file.txt
 
# 反转文件（tac）
sed '1!G;h;$!d' file.txt
 
# 删除连续空行（保留一个）
sed '/^$/N;/^\n$/d' file.txt
 
# 在匹配行后追加内容
sed '/pattern/G' file.txt
 
# 交换相邻两行
sed 'N;s/\(.*\)\n\(.*\)/\2\n\1/' file.txt

hold space 实战

# 收集所有匹配行，最后输出
sed -n '/error/{H; $ {x; s/\n//g; p}}' logfile.txt
 
# 在文件开头插入内容
sed '1{H; $!d}; ${x; s/\n//; p}' header.txt file.txt

第6节：sed 脚本与文件操作（sed Scripting）

# 创建 sed 脚本文件
echo 's/old/new/g' > transform.sed
echo '/^#/d' >> transform.sed
echo '/^$/d' >> transform.sed
 
# 执行脚本
sed -f transform.sed input.txt
 
# 地址 + 命令脚本
cat > cleanup.sed << 'ENDOFSED'
# 删除注释行
/^#/d
# 删除空行
/^$/d
# 替换所有 tabs 为空格
s/\t/    /g
ENDOFSED
 
sed -f cleanup.sed config.txt

第7节：sed 实战模式（sed Practical Patterns）

# 批量文件替换
find . -name "*.conf" -exec sed -i 's/old_server/new_server/g' {} +
 
# 配置文件修改
sed -i '/^#max_connections/s/=.*/= 1000/' my.cnf
 
# 删除指定范围的行
sed '/BEGIN_CONFIG/,/END_CONFIG/d' config.txt
 
# 提取两个标记之间的内容
sed -n '/BEGIN/,/END/p' data.txt
 
# 在指定行后插入多行
sed '3a\line4\nline5\nline6' file.txt
 
# 合并多行为一行
sed ':a; N; $!ba; s/\n/ /g' long.txt
 
# 删除文件最后 n 行
sed -n -e :a -e '1,10!{P;N;D;};N;ba' file.txt

第8节：sed vs C 字符串操作对比（sed vs C String Operations）

操作sedC 语言
查找替换sed 's/old/new/g'strstr() + strcpy()
正则匹配sed '/regex/p'regexec()
删除行sed '/pattern/d'手动过滤
字段分割sed 's/[^:]*//2'strtok()
大小写转换sed 's/.*/\U&/'toupper()
字符串截取sed 's/\(.\{5\}\).*/\1/'strncpy()
// C: 替换所有匹配（手动实现）
void replace_all(char *str, const char *old, const char *new) {
    char buffer[1024];
    char *p = strstr(str, old);
    while (p) {
        strncpy(buffer, str, p - str);
        buffer[p - str] = '\0';
        sprintf(buffer + (p - str), "%s%s", new, p + strlen(old));
        strcpy(str, buffer);
        p = strstr(str + strlen(new), old);
    }
}
 
// sed: sed 's/old/new/g' file.txt
// 简洁性差距明显

本章要点总结

  • sed 地址支持行号、正则、范围、步进
  • s/old/new/g 是最常用的替换命令
  • -n + p 组合用于精确输出
  • 模式空间和保持空间是多行处理的关键
  • -i 原地编辑需谨慎，建议先备份
  • 花括号 {} 用于命令分组，分号 ; 用于命令分隔

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