一、sed概述
二、sed处理流程
三、sed命令使用
四、sed使用示例
五、sed与vim,awk,grep的比较
一、sed概述
sed是Stream EDitor的缩写，意为流式文本编辑器。sed名字来源于其功能，可以想象污水流经污水处理点后流出更为干净的水，sed也一样，文本中的数据流可以使用sed这个文本处理工具中各种编辑命令进行处理，最终以另一种格式输出。
sed是一种‘非交互式‘的编辑器，一次只处理一行内容。在处理时，会先将待处理的一行暂存至内存中的某一段缓存空间，这段缓存空间称为“模式空间(Pattern Space)”。接着使用sed命令处理模式空间中的内容，而处理后的内容默认输出至标准输出，默认不修改原文件。然后接着处理下一行，直至最后一行。sed常用来重复编辑一个或多个文件，简化对文件的操作。
此外，除了"模式空间(Pattern Space)"，sed在使用一些高级命令(例如：g/G, h/H, x)时还会使用到保持空间(Hold Space)，保持空间用于保存模式空间的内容，但不管模式空间和保持空间如何工作，最终只能由模式空间输出至标准输出。
二、sed处理流程
当我们指定用sed命令去处理某个文件时，其处理流程如下：
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① 读入新的一行进入模式空间(pattern space)；② 从指定的操作指令中取出第一条指令，判断该行是否被pattern匹配；③ 如果不匹配，则忽略后续的编辑指令，在静默模式下不会输出，否则默认输出；④ 如果匹配，并针对缓存的行执行后续的编辑命令。执行后，返回第2步继续取出下一条指令。⑤ 当应用所有指令后，将模式空间中缓存的处理结果输出；返回第1步读取文本的下一行；⑥ 当所有行都处理之后，结束。 |
总结一下，sed的处理是这样的：把要处理的一行放进模式空间中，先看看是否要默认输出这一行至标准输出；接着对模式空间匹配到的行进行处理（执行一个或一个以上的编辑命令）；最后再把模式空间中匹配到的行的处理结果输出至标准输出。
三、sed命令使用
命令格式：
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sed [option]... ‘script‘ [FILE]...sed 选项 ‘地址定界编辑命令‘ 文件 |
常用选项：
-n：静默模式，抑制默认输出；
-r：支持使用扩展正则表达式元字符；、
-i：直接修改原文件；
-i.bak：直接修改原文件，但会生成一个原文件的备份文件(后缀名为.bak)
-e：用于实现多个‘script‘一次执行；
-f /PATH/TO/SED_SCRIPT_FILE：可使用sed脚本文件来执行对文本的处理操作。
地址定界：
(1)不接地址：全局应用于每一行，即匹配所有行；
(2)单地址：
N：第N行；
/pattern/：由pattern匹配到的行；
$：最后一行；
(3)地址范围：
M,N：从第M行到第N行之间的所有行；
M,+N：从第M行开始到M+N之间的所有行；
N,$：从第N行到最后一行之间的所有行；
M,/pattern/：从第M行到由pattern第一次匹配到的行之间的所有行；
/pattern1/,/pattern2/：从由pattern1第一次匹配到的行到由pattern2第一次匹配到的行之间的所有行；
(4)步进表示法：
1~2：所有奇数行；例如: sed ‘1~2p‘ test
2~2：所有偶数行；例如: sed ‘2~2p‘ test
编辑命令：
编辑命令是对模式空间中匹配到的行进行编辑处理操作。编辑命令有基本命令和高级命令，基本命令一次只能处理一行，而高级命令可实现一次处理多行(或理解为将多行视为一行来处理)。
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(a)基本命令： d：delete, 删除模式空间中匹配到的行； p：print, 显示模式空间中被匹配到的行； a \TEXT：append, 在指定行后追加文本TEXT，支持使用\n实现多行追加； i \TEXT：insert, 在指定行前插入文本TEXT，支持使用\n实现多行插入； c \TEXT：将指定行的内容替换为文本TEXT； w /PATH/TO/SOMEFILE：write, 保存模式空间中匹配到的行至指定的文件中； r /PATH/FROM/SOMEFILE：read, 将指定文件的内容读取至当前模式空间中被匹配到的行后面， 常用于实现文件合并； s/pattern/replaces/：查找替换；分隔符可自行指定，常用的分隔符有/, #, @等； 替换标记： g：全局替换； w /PATH/TO/SOMEFILE：将替换的结果保存至指定文件中； p：显示替换成功的行； y：用于(对应)转换字符； =：打印行号； !：条件取反；即对不被模式匹配到的行执行编辑命令；格式为：地址定界!编辑命令 l：打印行号，并显示控制字符； q：读取匹配到的行后退出； (b)高级命令： n：覆盖读取匹配到的行的下一行至模式空间中； N：追加读取匹配到的行的下一行至模式空间中，并用\n连接两行； D：删除模式空间的第一行的内容，并在模式空间中继续执行编辑命令； P：打印模式空间的第一行的内容； h：hold, 将模式空间中的内容覆盖至保持空间中； H：Hold, 将模式空间中的内容追加至保持空间中； g：get, 将保持空间中的内容覆盖至模式空间中； G：Get, 将保持空间中的内容追加至模式空间中； x：exchange, 将模式空间中的内容与保持空间中的内容互换； 注意：(1) sed保持空间(Hold Space)：用于保存模式空间的内容；(2) h, H, g, G, x这5个高级命令会使用到sed的保持空间； |
四、sed使用示例
4.1. 以行为单位新增/删除
将/etc/passwd的内容输出并且打印行号，同时在第1行之前插入两行文本，第一行内容为"How are you?"，第二行内容为"How old are you?"：
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[root@localhost ~]# nl /etc/passwd | sed ‘1i \How are you?\nHow old are you?‘How are you?How old are you?1 root:x:0:0:root:/root:/bin/bash2 bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin3 daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin4 adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin.....(后面省略).....命令解释：可使用\n以实现多行插入文本。 |
在/etc/passwd第2行之后追加文本"Drink tea?"：
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[root@localhost ~]# nl /etc/passwd | sed ‘2a \Drink tea?‘1 root:x:0:0:root:/root:/bin/bash2 bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologinDrink tea?3 daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin4 adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin5 lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin.....(后面省略)..... |
删除/etc/passwd第2行至第5行内容：
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[root@localhost ~]# nl /etc/passwd | sed ‘2,5d‘1 root:x:0:0:root:/root:/bin/bash6 sync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/sync7 shutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdown8 halt:x:7:0:halt:/sbin:/sbin/halt9 mail:x:8:12:mail:/var/spool/mail:/sbin/nologin1 0operator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin.....(后面省略).....命令解释：因为在模式空间中，第2行~第5行中每一行会被匹配到，而d命令会删除在模式空间中匹配到的行，因此这几行不输出。 |
删除/etc/passwd中除了第一行之外的所有行：
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[root@localhost ~]# nl /etc/passwd | sed ‘1!d‘1 root:x:0:0:root:/root:/bin/bash |
把文本第一行之后的空白行删除：
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待处理的test文本内容如下：[root@localhost ~]# cat testaaaaaabbbccde[root@localhost ~]# [root@localhost ~]# sed ‘1{n;d}‘ testaaaaaabbbccde[root@localhost ~]# 命令解释：因为地址匹配的是第一行，所以两个指令是针对第一行来进行处理的；当第一行读进来后，因为第一行符合匹配条件，所以会对第一行执行处理命令，首先执行的是n命令，即用第二行覆盖第一行，在此之前第一行会默认输出至屏幕，而后在模式空间中的第一行被文本中的第二行覆盖，接着再执行d命令，即把模式空间中的第一行(即文本的第二行删除)。接着再读取文本的第三行，不满足匹配条件，因此不执行命令并默认输出，接着读取文本的第四行......注意：对某一行执行多次处理可用{}将处理命令command括起来，花括号内的每个命令之间用分号分隔。 |
4.2. 以行为单位的替换与打印
将/etc/passwd第三行替换为文本"This is the third line."：
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[root@localhost ~]# nl /etc/passwd | sed ‘3c \This is the third line.‘1 root:x:0:0:root:/root:/bin/bash2 bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologinThis is the third line.4 adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin5 lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin6 sync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/sync7 shutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdown8 halt:x:7:0:halt:/sbin:/sbin/halt.....(后面省略)..... |
使用编辑命令y实现对应转换字符：
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待处理的test文本内容如下：[root@localhost ~]# cat testabcdaaabc[root@localhost ~]# 将字符a、b、c分别替换为x、y、z：[root@localhost ~]# sed ‘y/abc/xyz/‘ testxyzdxxxyz[root@localhost ~]#命令解释：因为没有接地址，因此是匹配全局； |
用sed显示/etc/passwd的行号：
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[root@localhost ~]# sed ‘=‘ /etc/passwd1root:x:0:0:root:/root:/bin/bash2bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin3daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin4adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin5lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin6sync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/sync.....(后面省略).....命令解释：每个行号占用一行，显示行号，再显示行的内容。 |
只读/etc/passwd的前10行：
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[root@localhost ~]# sed ‘10q‘ /etc/passwdroot:x:0:0:root:/root:/bin/bashbin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologindaemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologinadm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologinlp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologinsync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/syncshutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdownhalt:x:7:0:halt:/sbin:/sbin/haltmail:x:8:12:mail:/var/spool/mail:/sbin/nologinoperator:x:11:0:operator:/root:/sbin/nologin命令解释：如果使用sed -n ‘1,10p‘ /etc/passwd，那么当文本文件非常大甚至有几百万行时，根据sed工作流程，它会处理每一行，即便我们需要的仅是显示前10行，这是非常浪费CPU资源的，因此可使用q命令，指定sed处理完前10行即退出。 |
4.3. 数据的查找替换
搜索/etc/passwd中root用户对应的一行，将‘bash‘改为‘blueshell‘，再输出该行：
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[root@localhost ~]# sed -n ‘/^root/{s/bash/blueshell/;p}‘ /etc/passwdroot:x:0:0:root:/root:/bin/blueshell |
如果替换好该行的bash为blueshell后就退出，则：
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[root@localhost ~]# sed -n ‘/^root/{s/bash/blueshell/;p;q}‘ /etc/passwdroot:x:0:0:root:/root:/bin/blueshell |
在两个数字之间添加‘:‘：
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待处理的test文本内容如下：[root@localhost ~]# cat test123321添加‘:‘：[root@localhost ~]# sed -r ‘s/([0-9])([0-9])([0-9])/\1:\2:\3/‘ test1:2:33:2:1 |
只用sed命令完成对"ifconfig ens33"命令执行结果的处理，要求输出为网卡ens33的IP地址：
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先尝试匹配‘inet‘：[root@localhost ~]# ifconfig ens33 | sed -n ‘/inet/p‘ inet 10.10.10.140 netmask 255.255.255.0 broadcast 10.10.10.255inet6 fe80::20c:29ff:fec8:ff4e prefixlen 64 scopeid 0x20<link>再过滤掉inet6这一行：[root@localhost ~]# ifconfig ens33 | sed -n ‘/inet\>/p‘ inet 10.10.10.140 netmask 255.255.255.0 broadcast 10.10.10.255或者：[root@localhost ~]# ifconfig ens33 | sed -n ‘/inet\b/p‘ inet 10.10.10.140 netmask 255.255.255.0 broadcast 10.10.10.255接着删除IP前面的部分：[root@localhost ~]# ifconfig ens33 | sed -n ‘/inet\>/p‘ | sed ‘s/^.*inet //‘10.10.10.140 netmask 255.255.255.0 broadcast 10.10.10.255再删除IP后面的部分，得到最终结果：[root@localhost ~]# ifconfig ens33 | sed -n ‘/inet\>/p‘ | sed ‘s/^.*inet //‘ | sed ‘s/ netmask.*$//‘10.10.10.140命令解释：使用sed对列进行处理时，通常使用搜索替换s/pattern/replaces/，常使用的替换标记是g；不过 sed在对列的处理上不如awk。 |
将/etc/passwd第1到第5行中shell为/bin/bash的用户的shell改为‘/bin/greenshell‘，再输出：
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[root@localhost ~]# sed -n ‘1,5{s@/bin/bash@/bin/greenshell@;p}‘ /etc/passwdroot:x:0:0:root:/root:/bin/greenshellbin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologindaemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologinadm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologinlp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin或者：[root@localhost ~]# sed -n ‘1,5{s/\/bin\/bash/\/bin\/greenshell/;p}‘ /etc/passwdroot:x:0:0:root:/root:/bin/greenshellbin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologindaemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologinadm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologinlp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin命令解释：当分隔符出现在模式或替换文本中时，需要进行转义；或者使用其他的分隔符，例如：s@@@, s###, s%%%, ... |
4.4. 高级命令的使用
把文本的前两行拼接成一行，中间用空格隔开：
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待处理的test文本内容如下：[root@localhost ~]# cat testthis is aboycde拼接前两行，中间用空格隔开：[root@localhost ~]# sed ‘1{N;s/\n/ /}‘ testthis is a boycde命令解释：处理时，把第一行读取进模式空间中，而第一行能够被匹配，因此针对第一行执行花括号内的操作：先追加读取第二行至模式空间中，第一行与第二行用\n连接；接着执行搜索替换，将‘\n‘替换为空格，这样就实现拼接了。接着读取文本的第三行至模式空间中，因为不被匹配，因此不执行编辑命令，在非静默模式下会直接输出模式空间的内容，因此直接输出‘c‘；接着读取第四行...... |
如果出现空白行只保留一个空白行，即删除多余的空白行，行与行之间最多只能有一个空白行：
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待处理的test文本内容如下：[root@localhost ~]# cat testabcd[root@localhost ~]# 删除多余的空白行：[root@localhost ~]# sed ‘/^$/{N;/\n$/D}‘ testabcd解决思路：首先用/^$/去匹配空白行，针对被匹配到的空白行执行编辑命令；接着可用命令N追加下一行至匹配到的空白行之后，且用\n连接，这时可根据模式空间中的第二行(在这里是\n之后的内容)是否为空，去判断空白行是否只有一行；如果\n后为非空字符串(例如b)，则说明模式空间中只有一个空白行；如果\n为空，则不止一个空白行，此时模式空间为：[]\n[]，[]代表空白行；这时可使用命令D删除模式空间中的第一行的内容(在这里第一行的内容为[])。用同样的思路解释如下命令的执行结果：[root@localhost ~]# sed ‘/^$/{N;/\n$/d}‘ testabcd |
显示以下文本中‘a‘的上一行的内容：
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待处理的test文本内容如下：[root@localhost ~]# cat test1a2b3c4ac要求只显示a上一行的内容：[root@localhost ~]# sed -n ‘N;/a$/P‘ test14解决思路：读取一行进模式空间后，先追加下一行进来，判断是否是以‘\n a‘结束，因此可用‘a$‘来作为追加下一行后的匹配条件；如果是以‘\n a‘结束，则打印上一行；如果不是以‘\n a‘结束，则使用静默模式不输出。命令解释：第一行读取进模式空间时，先追加文本第二行进来，两者在模式空间中以\n连接，接着看看模式空间中的内容是否满足模式/a$/的匹配条件；因为匹配，所以输出上一行，而加上-n选项抑制默认输出，因此只输出一个‘1‘；接着开始读取下一行‘2‘进入模式空间中，接着追加下一行‘b‘进来，模式空间中的内容为：2 \n b；因为不匹配，所以在静默模式下不输出模式空间中的内容；接着读取下一行进模式空间中，再追加一行，此时模式空间的内容为：3 \n c；......再读取、追加，模式空间的内容为：4 \n a；符合匹配，输出‘4‘；读取下一行，不再追加，且不符合匹配，在静默模式下不输出。尝试其他方法：[root@localhost ~]# sed ‘N;/a$/P;D‘ test14c分析：处理时，先把第一行放进模式空间中，追加下一行，模式空间内容为：1 \n a，因此符合条件，打印模式空间中的第一行1；接着删除模式空间中的第一行1；然后追加读取下一行2，此时模式空间内容为a \n 2，不符合匹配条件，因此不打印模式空间第一行，而删除模式空间中的第一行内容；再追加，模式空间内容为：2 \n b；......当模式空间内容剩下：a \n c时，因为不符合匹配条件，不打印模式空间中的第一行，而删除模式空间中的第一行，最后模式空间只剩下c，因为不是静默模式，所以默认输出c，故有此结果。尝试：[root@localhost ~]# sed ‘N;/a$/P;d‘ test14c分析：处理时，先把第一行放进模式空间中，追加下一行，模式空间内容为：1\na，因此符合条件，打印模式空间中的第一行1；接着删除模式空间中的行；然后读取文本的下一行‘2‘进入模式空间，追加一行‘b‘，此时模式空间中的内容为：2\nb，不符合匹配条件/a$/，直接执行d命令删除模式空间中匹配到的行(此时匹配条件为全局)；......最后模式空间中只剩下‘c‘，在不是静默模式的情况下默认输出。要想把刚才的结果的最后一行‘c‘删除掉，可尝试：[root@localhost ~]# sed ‘$!N;/a$/P;D‘ test14符合要求；[root@localhost ~]# sed ‘$!N;/a$/P;d‘ test14同样符合要求；但若将test文本改为这样：[root@localhost ~]# cat test1a2b3c4aa即把最后一行改为‘a‘。这时再次执行上述命令：[root@localhost ~]# sed ‘$!N;/a$/P;d‘ test14a符合要求；[root@localhost ~]# sed ‘$!N;/a$/P;D‘ test14aa不符合要求；分析：当输出4时，模式空间内容为：a，因为此时本行‘a‘不是文本的最后一行，所以会追加文本的下一行(文本最后一行)至模式空间中，此时模式空间内容变为：a\na，符合匹配条件，打印模式空间的上一行，而后删除模式空间的第一行‘a‘，此时模式空间只剩下‘a‘，因为没有加-n选项所以默认输出此时模式空间中剩下的内容‘a‘。命令解释：很多情况下，N、P、D这三个命令都是可以结合使用的，P命令都是用在N命令之后、D命令之前的。这三个命令结合起来可形成一个输入输出的循环，并且每次只打印一行：读入一行后，N命令继续读下一行，P命令打印第一行，D命令删除第一行，执行完成后回到最开始重复该过程。 |
在文本的每一行之后都添加一行空白行：
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待处理的test文本内容如下：[root@localhost ~]# cat testabcde[root@localhost ~]# 使用命令G添加空白行：[root@localhost ~]# sed ‘G‘ testabcde[root@localhost ~]# 命令解释：命令G是将保持空间中的内容追加至模式空间中，而保持空间中的内容为空白，在追加后原有模式空间中的内容多了：\n []；其中[]表示空白行。 |
将文本全部换为空白行：
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待处理的test文本内容如下：[root@localhost ~]# cat testabcde[root@localhost ~]# 使用命令G：[root@localhost ~]# sed ‘g‘ test[root@localhost ~]# 命令解释：命令g是将保持空间中的内容覆盖至模式空间中，而保持空间默认为空。 |
命令H、x的使用：
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待处理的test文本内容如下：[root@localhost ~]# cat testabcde[root@localhost ~]# 执行H命令：[root@localhost ~]# sed ‘H;$x‘ testabcdabcde[root@localhost ~]# 命令解释：命令H是将模式空间中的内容追加至保持空间中；在读取文本最后一行‘e‘进入模式空间后，先追加至保持空间中，而后因为符合匹配条件(最后一行‘$‘)，因此执行x命令，即将模式空间中的内容与保持空间中的内容互换，而保持空间此时的内容为：[] \n a \n b \n c \n d \n e，因此得到以上执行结果。 |
4.5. sed 保持空间-综合示例
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使用逗号拼接行：[root@localhost ~]# sed ‘H;$!d;${x;s/^\n//;s/\n/,/g}‘ test1,2,3,4 |
五、sed与vim,awk,grep的比较
总的来说，相对于vim这种强大的“交互式”文本编辑器而言，sed的优势在于可以重复对文本的行进行处理，通常在对很多匹配到的行执行多条编辑命令时，这种优势体现更为明显，而如果用vim进行“交互式”处理时，则相当耗费时间，并且操作简单重复且繁琐枯燥。
sed与awk,grep这三种工具作为Linux文本处理三剑客，各有各自的优势，谁也替代不了谁。只是相比较而言，sed与awk功能更加强大，已独立成一种语言。grep在实现过滤文本时效率要比其他工具高得多；sed作为流编辑器在对文本进行处理时功能非常强大，默认不会修改原文件；sed虽然有过滤功能，但实现起来效率低不如grep；而sed在对列的处理能力上相比awk要差得多，awk也是一种文本处理语言，在Linux上的实现为gawk(GNU awk)，它把文本看成数据库，将文本分成许多段，然后分别对这些段进行处理或格式化后输出，且不修改原文件；awk是报告生成器，可格式化生成文本，因此非常适于生成具有一定格式的报告文本。
grep, sed, awk这几个工具在生产环境中经常搭配使用，结合文本查找工具find，可实现快速查找、过滤、处理文本的功能。
