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grep
Grep 是一个命令行工具，用于在文本文件中搜索打印匹配指定模式的行。它的名称来自于 “Global Regular Expression Print”（全局正则表达式打印），它最初是由 Unix 系统上的一种工具实现的。Grep 工具在 Linux 和其他类 Unix 系统中广泛使用，它提供了强大的文本搜索功能。
基本格式
grep [option] pattern [file…]
grep命令的匹配模式pattern带"“、不带”"和’'的区别如下
- 不带引号（直接写模式）
Shell 会对模式中的特殊字符（如 *、?、$、空格等）进行解释（比如展开通配符或变量）。
如果模式中包含空格或特殊字符，可能会导致 grep 接收错误的参数。
示例：
grep hello world file # 错误！Shell 会认为 `hello` 和 `world` 是两个参数。
grep hello*world file # 如果当前目录有匹配 `hello*world` 的文件，Shell 会先进行文件名扩展。
- 双引号 “”
bash
grep “pattern” file
Shell 会解释双引号内的变量（$VAR）和命令替换（command或 $(command)），但其他字符（如 *、?）会被保留。
适合模式中包含空格或需要保留部分特殊字符（如 $ 用于正则表达式）时使用。
示例：
grep "hello world" file # 正确匹配包含 "hello world" 的行。
grep "$USER" file # Shell 会替换 `$USER` 为当前用户名，然后传递给 grep。
grep "*.txt" file # `*` 不会被 Shell 扩展，而是作为正则表达式传递给 grep。
- 单引号 ‘’
Shell 不会对单引号内的任何字符（包括变量和通配符）进行解释，所有内容会原样传递给 grep。适合模式中包含需要保留的 $、* 等正则表达式元字符时使用。
示例：
grep 'pattern' file
grep '$USER' file # 直接匹配字符串 `$USER`（而非变量值）。
grep 'hello*world' file # `*` 作为正则表达式的量词（匹配 0 或多个 `o`）。
grep 'a b' file # 匹配包含 "a b" 的行。
正则表达式
在 Linux 中，正则表达式（Regular Expressions, regex）用于文本匹配和处理，常见的工具如 grep、sed、awk 等都支持正则表达式。正则表达式由 元字符（metacharacters） 和 普通文字（literal characters） 组成：
- 普通文字（Literal Characters）
普通文字就是字面意义上的字符，例如 a、1、- 等，它们匹配自身：
grep "hello" file.txt # 匹配包含 "hello" 的行
h、e、l、l、o 都是普通文字，直接匹配。
- 元字符（Metacharacters）
元字符在正则表达式中有特殊含义，用于匹配模式。常见的元字符包括：
| 元字符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| . | 匹配 任意单个字符（除换行符 \n） | a.c 匹配 abc、a1c、a-c |
| ^ | 匹配 行首 | ^hello 匹配以 hello 开头的行 |
| $ | 匹配 行尾 | world$ 匹配以 world 结尾的行 |
| * | 匹配前一个字符 0 次或多次 | go*d 匹配 gd、god、good |
| + | 匹配前一个字符 1 次或多次 | （grep -E 或 egrep 支持） go+d 匹配 god、good，但不匹配 gd |
| ? | 匹配前一个字符 0 次或 1 次 | （grep -E 或 egrep 支持） colou?r 匹配 color 和 colour |
| […] | 匹配 括号内的任意一个字符 | [aeiou] 匹配任意一个元音字母 |
| [^…] | 匹配 不在括号内的任意一个字符 | [^0-9] 匹配非数字字符 |
| \ | 转义字符，使元字符变为普通字符 | \.匹配 . 而不是任意字符 |
| {n} | 匹配前一个字符 恰好 n 次（grep -E 或 egrep 支持） | a{3} 匹配 aaa |
| {n,} | 匹配前一个字符 至少 n 次（grep -E 或 egrep 支持） | a{2,} 匹配 aa、aaa、aaaa… |
| {n,m} | 匹配前一个字符 n 到 m 次（grep -E 或 egrep 支持） | a{2,4} 匹配 aa、aaa、aaaa |
- 正则表达式模式示例
(1) 基本匹配
grep "hello" file.txt # 匹配包含 "hello" 的行
grep "^hello" file.txt # 匹配以 "hello" 开头的行
grep "world$" file.txt # 匹配以 "world" 结尾的行
grep "h.llo" file.txt # 匹配 "hallo"、"hello"、"hxllo" 等
(2) 字符类 […]
grep "[aeiou]" file.txt # 匹配包含任意元音字母的行
grep "[0-9]" file.txt # 匹配包含数字的行
grep "[^0-9]" file.txt # 匹配包含非数字的行
(3) 量词 *, +, ?, {n,m}
grep "go*d" file.txt # 匹配 "gd", "god", "good", "gooood" 等
grep -E "go+d" file.txt # 匹配 "god", "good", 但不匹配 "gd"
grep -E "colou?r" file.txt # 匹配 "color" 或 "colour"
grep -E "a{3}" file.txt # 匹配 "aaa"
grep -E "a{2,4}" file.txt # 匹配 "aa", "aaa", "aaaa"
(4) 转义字符 \
grep "\.txt" file.txt # 匹配 ".txt"（而不是 "atxt"、"btxt" 等）
grep "\\" file.txt # 匹配反斜杠 `\`（需要双重转义）
(5) 或操作 |
grep -E "cat|dog" file.txt # 匹配 "cat" 或 "dog"
- grep 不同模式的区别
| 模式 | 命令 | 说明 |
|---|---|---|
| 基本正则表达式（BRE） | grep “pattern” | 默认模式，*、^、$ 等元字符可用，但 +、?、 需要转义 |
| 扩展正则表达式（ERE） | grep -E 或 egrep | 支持 +、?、{n,m} 等，无需转义 |
| 固定字符串模式 | grep -F 或 fgrep | 禁用正则表达式，直接匹配文字 |