awk 中的字段、记录和变量

Awk 有好几个变种：最早的 awk，是 1977 年 AT&T 贝尔实验室所创。它还有一些重构版本，例如 mawk、nawk。在大多数 Linux 发行版中能见到的，是 GNU awk，也叫 gawk。在大多数 Linux 发行版中，awk 和 gawk 都是指向 GNU awk 的软链接。输入 awk，调用的是同一个命令。GNU awk 用户手册中，能看到 awk 和 gawk 的全部历史。
这一系列的第一篇文章 介绍了 awk 命令的基本格式：
$ awk [选项] ‘模式 {动作}’ 输入文件
复制代码awk 是一个命令，后面要接选项 （比如用 -F 来定义字段分隔符）。想让 awk 执行的部分需要写在两个单引号之间，至少在终端中需要这么做。在 awk 命令中，为了进一步强调你想要执行的部分，可以用 -e 选项来突出显示（但这不是必须的）：
$ awk -F, -e ‘{print $2;}’ colours.txt
yellow
blue
green
[…]
复制代码记录和字段
awk 将输入数据视为一系列记录，通常是按行分割的。换句话说，awk 将文本中的每一行视作一个记录。每一记录包含多个字段。一个字段由字段分隔符分隔开来，字段是记录的一部分。
默认情况下，awk 将各种空白符，如空格、制表符、换行符等视为分隔符。值得注意的是，在 awk 中，多个空格将被视为一个分隔符。所以下面这行文本有两个字段：
raspberry red
复制代码这行也是：
tuxedo black
复制代码其他分隔符，在程序中不是这么处理的。假设字段分隔符是逗号，如下所示的记录，就有三个字段。其中一个字段可能会是 0 个字节（假设这一字段中不包含隐藏字符）
a,b
复制代码awk 程序
awk 命令的程序部分是由一系列规则组成的。通常来说，程序中每个规则占一行（尽管这不是必须的）。每个规则由一个模式，或一个或多个动作组成：
模式 { 动作 }
复制代码在一个规则中，你可以通过定义模式，来确定动作是否会在记录中执行。模式可以是简单的比较条件、正则表达式，甚至两者结合等等。
这个例子中，程序只会显示包含单词 “raspberry” 的记录：
$ awk ‘/raspberry/ { print $0 }’ colours.txt
raspberry red 99
复制代码如果没有文本符合模式，该动作将会应用到所有记录上。
并且，在一条规则只包含模式时，相当于对整个记录执行 { print }，全部打印出来。
Awk 程序本质上是数据驱动的，命令执行结果取决于数据。所以，与其他编程语言中的程序相比，它还是有些区别的。
NF 变量
每个字段都有指定变量，但针对字段和记录，也存在一些特殊变量。NF 变量，能存储 awk 在当前记录中找到的字段数量。其内容可在屏幕上显示，也可用于测试。下面例子中的数据，来自上篇文章文本：
$ awk ‘{ print $0 " (" NF “)” }’ colours.txt
name color amount (3)
apple red 4 (3)
banana yellow 6 (3)
[…]
复制代码awk 的 print 函数会接受一系列参数（可以是变量或者字符串），并将它们拼接起来。这就是为什么在这个例子里，每行结尾处，awk 会以一个被括号括起来的整数表示字段数量。
NR 变量
另外，除了统计每个记录中的字段数，awk 也统计输入记录数。记录数被存储在变量 NR 中，它的使用方法和其他变量没有任何区别。例如，为了在每一行开头显示行号：
$ awk ‘{ print NR ": " $0 }’ colours.txt
1: name color amount
2: apple red 4
3: banana yellow 6
4: raspberry red 3
5: grape purple 10
[…]
复制代码注意，写这个命令时可以不在 print 后的多个参数间添加空格，尽管这样会降低可读性：
$ awk ‘{print NR": "$0}’ colours.txt
复制代码printf() 函数
为了让输出结果时格式更灵活，你可以使用 awk 的 printf() 函数。 它与 C、Lua、Bash 和其他语言中的 printf 相类似。它也接受以逗号分隔的格式参数。参数列表需要写在括号里。
$ printf 格式, 项目1, 项目2, …
复制代码格式这一参数（也叫格式符）定义了其他参数如何显示。这一功能是用格式修饰符实现的。%s 输出字符，%d 输出十进制数字。下面的 printf 语句，会在括号内显示字段数量：
$ awk ‘printf “%s (%d)\n”,$0,NF}’ colours.txt
name color amount (3)
raspberry red 4 (3)
banana yellow 6 (3)
[…]
复制代码在这个例子里，%s (%d) 确定了每一行的输出格式，$0,NF 定义了插入 %s 和 %d 位置的数据。注意，和 print 函数不同，在没有明确指令时，输出不会转到下一行。出现转义字符 \n 时才会换行。
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Awk 脚本编程
这篇文章中出现的所有 awk 代码，都在 Bash 终端中执行过。面对更复杂的程序，将命令放在文件（脚本）中会更容易。-f FILE 选项（不要和 -F 弄混了，那个选项用于字段分隔符），可用于指明包含可执行程序的文件。
举个例子，下面是一个简单的 awk 脚本。创建一个名为 example1.awk 的文件，包含以下内容：
/^a/ {print "A: " $0}
/^b/ {print "B: " $0}
复制代码如果一个文件包含 awk 程序，那么在给文件命名时，最好写上 .awk 的扩展名。 这样命名不是强制的，但这么做，会给文件管理器、编辑器（和你）一个关于文件内容的很有用的提示。
执行这一脚本：
$ awk -f example1.awk colours.txt
A: raspberry red 4
B: banana yellow 6
A: apple green 8
复制代码一个包含 awk 命令的文件，在最开头一行加上释伴 #!，就能变成可执行脚本。创建一个名为 example2.awk 的文件，包含以下内容：
#!/usr/bin/awk -f

除了第一行，在其他行前显示行号

NR > 1 {
printf “%d: %s\n”,NR,$0
}
复制代码可以说，脚本中只有一行，大多数情况下没什么用。但在某些情况下，执行一个脚本，比记住，然后打一条命令要容易的多。一个脚本文件，也提供了一个记录命令具体作用的好机会。以 # 号开头的行是注释，awk 会忽略它们。
给文件可执行权限：
$ chmod u+x example2.awk
复制代码执行脚本：
$ ./example2.awk colours.txt
2: apple red 4
2: banana yellow 6
4: raspberry red 3
5: grape purple 10
[…]
复制代码将 awk 命令放在脚本文件中，有一个好处就是，修改和格式化输出会更容易。在终端中，如果能用一行执行多条 awk 命令，那么输入多行，才能达到同样效果，就显得有些多余了。
试一试
你现在已经足够了解，awk 是如何执行指令的了。现在你应该能编写复杂的 awk 程序了。试着编写一个 awk 脚本，它需要: 至少包括一个条件模式，以及多个规则。如果你想使用除 print 和 printf 以外的函数，可以参考在线 gawk 手册。
下面这个例子是个很好的切入点：
#!/usr/bin/awk -f

显示所有记录 除了出现以下情况

如果第一个记录 包含 “raspberry”

将 “red” 替换成 “pi”

$1 == “raspberry” {
gsub(/red/,“pi”)
}

{ print }
复制代码试着执行这个脚本，看看输出是什么。接下来就看你自己的了。
这一系列的下一篇文章，将会介绍更多，能在更复杂(更有用!) 脚本中使用的函数。