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级别: 初级
Daniel Robbins, President/CEO, Gentoo Technologies, Inc.
2001 年 10 月 01 日
在这篇 sed 系列的总结性文章中，Daniel Robbins 带您体验 sed 的真正力量。在介绍完几个重要的 sed 脚本之后，他将通过将一个 Quicken .QIF 文件转换成可读文本格式来演示一些基本 sed 脚本的编写。该转换脚本不仅实用，而且还是展现 sed 脚本编写能力的极佳示例。
强健的 sed
在 第二篇 sed 文章中，我提供了一些示例来演示 sed 的工作原理，但是它们当中很少有示例能实际做特别 有用的事。在这篇 sed 系列的最后文章中，我要改变那种方式，并使用 sed 来做实际的事。我将为您显示几个示例，它们不仅演示 sed 的能力，而且还做一些真正巧妙（和方便）的事。例如，在本文的后半部，将为您演示如何设计一个 sed 脚本来将 .QIF 文件从 Intuit 的 Quicken 金融程序转换成具有良好格式的文本文件。在那样做之前，我们将看一下不怎么复杂但却很有用的 sed 脚本。
文本转换
第一个实际脚本将 UNIX 风格的文本转换成 DOS/Windows 格式。您可能知道，基于 DOS/Windows 的文本文件在每一行末尾有一个 CR（回车）和 LF（换行），而 UNIX 文本只有一个换行。有时可能需要将某些 UNIX 文本移至 Windows 系统，该脚本将为您执行必需的格式转换。
$ sed -e 's/$/\r/' myunix.txt > mydos.txt
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在该脚本中，'$' 规则表达式将与行的末尾匹配，而 '\r' 告诉 sed 在其之前插入一个回车。在换行之前插入回车，立即，每一行就以 CR/LF 结束。请注意，仅当使用 GNU sed 3.02.80 或以后的版本时，才会用 CR 替换 '\r'。如果还没有安装 GNU sed 3.02.80，请在我的 第一篇 sed 文章中查看如何这样做的说明。
我已记不清有多少次在下载一些示例脚本或 C 代码之后，却发现它是 DOS/Windows 格式。虽然很多程序不在乎 DOS/Windows 格式的 CR/LF 文本文件，但是有几个程序却在乎 -- 最著名的是 bash，只要一遇到回车，它就会出问题。以下 sed 调用将把 DOS/Windows 格式的文本转换成可信赖的 UNIX 格式：
$ sed -e 's/.$//' mydos.txt > myunix.txt
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该脚本的工作原理很简单：替代规则表达式与一行的最末字符匹配，而该字符恰好就是回车。我们用空字符替换它，从而将其从输出中彻底删除。如果使用该脚本并注意到已经删除了输出中每行的最末字符，那么，您就指定了已经是 UNIX 格式的文本文件。也就没必要那样做了！
反转行
下面是另一个方便的小脚本。与大多数 Linux 发行版中包括的 "tac" 命令一样，该脚本将反转文件中行的次序。"tac" 这个名称可能会给人以误导，因为 "tac" 不反转行中字符的位置（左和右），而是反转文件中行的位置（上和下）。用 "tac" 处理以下文件：
....将产生以下输出：
可以用以下 sed 脚本达到相同目的：
$ sed -e '1!G;h;$!d' forward.txt > backward.txt
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如果登录到恰巧没有 "tac" 命令的 FreeBSD 系统，将发现该 sed 脚本很有用。虽然方便，但最好还是知道该脚本为什么那样做。让我们对它进行讨论。
反转解释
首先，该脚本包含三个由分号隔开的单独 sed 命令：'1!G'、'h' 和 '$!d'。现在，需要好好理解用于第一个和第三个命令的地址。如果第一个命令是 '1G'，则 'G' 命令将只应用第一行。然而，还有一个 '!' 字符 -- 该 '!' 字符 忽略该地址，即，'G' 命令将应用到除第一行之外的 所有行。'$!d' 命令与之类似。如果命令是 '$d'，则将只把 'd' 命令应用到文件中的最后一行（'$' 地址是指定最后一行的简单方式）。然而，有了 '!' 之后，'$!d' 将把 'd' 命令应用到除最后一行之外的 所有行。现在，我们所要理解的是这些命令本身做什么。
当对上面的文本文件执行反转脚本时，首先执行的命令是 'h'。该命令告诉 sed 将模式空间（保存正在处理的当前行的缓冲区）的内容复制到保留空间（临时缓冲区）。然后，执行 'd' 命令，该命令从模式空间中删除 "foo"，以便在对这一行执行完所有命令之后不打印它。
现在，第二行。在将 "bar" 读入模式空间之后，执行 'G' 命令，该命令将保留空间的内容 ("foo\n") 附加到模式空间 ("bar\n")，使模式空间的内容为 "bar\n\foo\n"。'h' 命令将该内容放回保留空间保护起来，然后，'d' 从模式空间删除该行，以便不打印它。
对于最后的 "oni" 行，除了不删除模式空间的内容（由于 'd' 之前的 '$!'）以及将模式空间的内容（三行）打印到标准输出之外，重复同样的步骤。
现在，要用 sed 执行一些强大的数据转换。
sed QIF 魔法
过去几个星期，我一直想买一份 Quicken来结算我的银行帐户。Quicken 是一个非常好的金融程序，当然会成功地完成这项工作。但是，经过考虑之后，我觉得自己可以轻易编写某个软件来结算我的支票簿。我想，毕竟，我是个软件开发人员！
我开发了一个很好的小型支票簿结算程序（使用 awk），它通过分析包含我的所有交易的文本文件的语法来计算余额。略微调整之后，我将其改进，以便可以象 Quicken 那样跟踪不同的贷款和借款类别。但是，我还要添加一个特性。最近，我将帐户转移到一家有联机 Web 帐户界面的银行。有一天，我注意到，这家银行的 Web 站点允许以 Quicken 的 .QIF 格式下载我的帐户信息。我马上觉得，如果可以将该信息转换成文本格式，那就太棒了。
两种格式的故事
在查看 QIF 格式之前，先看一下我的 checkbook.txt 格式：
28 Aug 2000 food - - Y Supermarket 30.94 25 Aug 2000 watr - 103 Y Check 103 52.86
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在我的文件中，所有字段都由一个或多个制表符分开，每个交易占据一行。日期之后的下一个字段列出支出类型（如果是收入项，则为 "-"）。第三个字段列出收入类型（如果是支出项，则为 "-"）。然后，是一个支票号字段（如果为空，则还是 "-"），一个交易完成字段（"Y" 或 "N"），一个注释和一个美元金额字段。现在，让我们看一下 QIF 格式。当用文本查看器查看下载的 QIF 文件时，它看起来如下：
!Type:Bank D08/28/2000 T-8.15 N PCHECKCARD SUPERMARKET ^ D08/28/2000 T-8.25 N PCHECKCARD PUNJAB RESTAURANT ^ D08/28/2000 T-17.17 N PCHECKCARD SUPERMARKET
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浏览过文件之后，不难猜出其格式 -- 忽略第一行，其余的格式如下：
D<数据>
T<交易量>
N<支票号>
P<描述>
^ （这是字段分隔符）
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开始处理
在处理象这样重要的 sed 项目时，不要气馁 -- sed 允许您将数据逐渐修改成最终形式。在进行当中，可以继续细化 sed 脚本，直到输出与预期的完全一样为止。无需在试第一次时就保证其完全正确。
要开始，首先创建一个名为 "qiftrans.sed" 的文件，然后开始修改数据：
1d /^^/d s/[[:cntrl:]]//g
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第一个 '1d' 命令删除第一行，第二个命令从输出除去那些讨厌的 '^' 字符。最后一行除去文件中可能存在的任何控制字符。既然在处理外来文件格式，我想消除在中途遇到任何控制字符的风险。到目前为止，一切顺利。现在，要向该基本脚本中添加一些处理功能：
1d /^^/d s/[[:cntrl:]]//g /^D/ {
s/^D\(.*\)/\1\tOUTY\tINNY\t/
s/^01/Jan/ s/^02/Feb/
s/^03/Mar/ s/^04/Apr/
s/^05/May/ s/^06/Jun/
s/^07/Jul/ s/^08/Aug/
s/^09/Sep/ s/^10/Oct/
s/^11/Nov/ s/^12/Dec/
s:^\(.*\)/\(.*\)/\(.*\):\2 \1 \3: }
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首先，添加一个 '/^D/' 地址，以便 sed 只在遇到 QIF 数据字段的第一个字符 'D' 时才开始处理。当 sed 将这样一行读入其模式空间时，将按顺序执行花括号中的所有命令。
花括号中的第一个命令将把如下行：
变换成：
当然，现在的格式还不完美，但没关系。我们将在进行过程中逐渐细化模式空间的内容。后面 12 行的最后效果是将数据变换成三个字母的格式，最后一行从数据中除去三个斜杠。最后得到这一行：
OUTY 和 INNY 字段是占位符，以后将被替换。现在还不能确定它们，因为如果美元金额为负，将把 OUTY 和 INNY 设置成 "misc" 和 "-"，但是，如果美元金额为正，将分别把它们更改成 "-" 和 "inco"。既然还没有读入美元金额，所以，需要暂时使用占位符。
细化
现在进一步细化：
1d /^^/d s/[[:cntrl:]]//g /^D/ {
s/^D\(.*\)/\1\tOUTY\tINNY\t/
s/^01/Jan/ s/^02/Feb/
s/^03/Mar/ s/^04/Apr/
s/^05/May/ s/^06/Jun/
s/^07/Jul/ s/^08/Aug/
s/^09/Sep/ s/^10/Oct/
s/^11/Nov/ s/^12/Dec/
s:^\(.*\)/\(.*\)/\(.*\):\2 \1 \3:
N N N
s/\nT\(.*\)\nN\(.*\)\nP\(.*\)/NUM\2NUM\t\tY\t\t\3\tAMT\1AMT/
s/NUMNUM/-/ s/NUM\([0-9]*\)NUM/\1/
s/\([0-9]\),/\1/ }
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后七行有些复杂，所以将详细讨论它们。首先，连续使用三个 'N' 命令。'N' 命令告诉 sed 将 下一行读入输入中，然后将其附加到当前模式空间。这三个 'N' 命令导致将下三行附加到当前模式空间缓冲区，现在这一行看起来如下：
28 Aug 2000 OUTY INNY \nT-8.15\nN\nPCHECKCARD SUPERMARKET
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sed 的模式空间变得很难看 -- 需要除去额外的新行，并执行某些附加的格式化。要这样做，将使用替代命令。要匹配的模式为：
这将与后面依次跟有 'T'、零或多个字符、新行、'N'、任何数量的字符、新行、'P'、以及任何数量字符的新行匹配。呀！这个规则表达式将与刚刚附加到模式空间的三行的全部内容匹配。但我们要重新格式化该区域，而不是整个替换它。美元金额、支票号（如果有的话）和描述需要出现在替换字符串中。要这样做，我们用带有反斜杠的圆括号括起那些“感兴趣部分”，以便可以在替换字符串中引用它们（使用 '\1'、'\2\ 和 '\3' 来告诉 sed 将它们插入到何处）。以下是最后的命令：
s/\nT\(.*\)\nN\(.*\)\nP\(.*\)/NUM\2NUM\t\tY\t\t\3\tAMT\1AMT/
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该命令将我们的行变换成：
28 Aug 2000 OUTY INNY NUMNUM Y CHECKCARD SUPERMARKET AMT-8.15AMT
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虽然该行正变得好一些，但是，有几件事一看就有点...啊...有趣。首先是那个愚蠢的 "NUMNUM" 字符串 -- 其目的何在？如果查看 sed 脚本的后两行，就会发现其目的，后两行将把 "NUMNUM" 替换成 "-"，而把 "NUM"<number>"NUM" 替换成 <number>。如您所见，用愚蠢的标记括起支票号允许我们在该字段为空时方便地插入一个 "-"。
结束尝试
最后一行除去数字后的逗号。它把如 "3,231.00" 这样的美元金额转换成我使用的格式 "3231.00"。现在，让我们看一下最终脚本：
最终的“QIF 到文本”脚本
1d /^^/d s/[[:cntrl:]]//g /^D/ { s/^D\(.*\)/\1\tOUTY\tINNY\t/
s/^01/Jan/ s/^02/Feb/ s/^03/Mar/ s/^04/Apr/ s/^05/May/
s/^06/Jun/ s/^07/Jul/ s/^08/Aug/ s/^09/Sep/ s/^10/Oct/
s/^11/Nov/ s/^12/Dec/ s:^\(.*\)/\(.*\)/\(.*\):\2 \1 \3:
N N N s/\nT\(.*\)\nN\(.*\)\nP\(.*\)/NUM\2NUM\t\tY\t\t\3\tAMT\1AMT/
s/NUMNUM/-/ s/NUM\([0-9]*\)NUM/\1/ s/\([0-9]\),/\1/
/AMT-[0-9]*.[0-9]*AMT/b fixnegs
s/AMT\(.*\)AMT/\1/ s/OUTY/-/ s/INNY/inco/
b done :fixnegs s/AMT-\(.*\)AMT/\1/ s/OUTY/misc/
s/INNY/-/ :done }
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附加的十一行使用替代和一些分支功能来美化输出。首先看一下这行：
/AMT-[0-9]*.[0-9]*AMT/b fixnegs
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该行包含一个格式为 "/regexp/b label" 的分支命令。如果模式空间与规则表达式匹配，sed 将分支到 fixnegs 标号。您应该可以轻易找到该标号，它在代码中为 ":fixnegs"。如果规则表达式不匹配，则以常规方式继续处理下一个命令。
既然您理解该命令本身的工作原理，让我们看一下分支。如果看一下分支规则表达式，将看到它与后面依次跟有 '-'、任意数量的数字、一个 '.'、任意数量的数字和 'AMT' 的字符串 'AMT' 匹配。就象我确信您已猜到一样，该规则表达式专门处理负的美元金额。在这之前，用 'ATM' 括起美元金额，以便以后可以轻易找到它。因为规则表达式只与以 '-' 开始的美元金额匹配，所以，该分支只在恰巧处理借款时才发生。如果正处理贷款，应该将 OUTY 设置成 'misc'，将 INNY 设置成 '-'，并且应该除去贷款数量前面的负号。如果跟踪代码的流程，将看到实际情况正是这样。如果不执行分支，则用 '-' 替换 OUTY，用 'inco' 替换 INNY。完成了！现在输出行是完美的：
28 Aug 2000 misc - - Y CHECKCARD SUPERMARKET -8.15
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别犯糊涂
如您所见，只要循序渐进地解决问题，使用 sed 转换数据就没有那么难。不要试图使用一个 sed 命令或一下子解决所有问题。相反，要朝着目标逐步进行，并不断改进 sed 脚本，直到其输出正如您希望那样为止。sed 有许多功能，希望您已非常熟悉其内部工作原理并继续努力以进一步掌握它！
参考资料
关于作者
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Daniel Robbins 居住在新墨西哥州的 Albuquerque。他是 Gentoo Technologies, Inc.的总裁兼 CEO，Gentoo Linux（用于 PC 的高级 Linux）和 Portage 系统（Linux 的下一代端口系统）的创始人。他还是 Macmillan 书籍 Caldera OpenLinux Unleashed、 SuSE Linux Unleashed和 Samba Unleashed的作者。Daniel 自小学二年级起就与计算机结下不解之缘，那时他首先接触的是 Logo 程序语言，并沉溺于 Pac-Man 游戏中。这也许就是他至今仍担任 SONY Electronic Publishing/ Psygnosis的首席图形设计师的原因所在。Daniel 喜欢与妻子 Mary 和新出生的女儿 Hadassah 一起共度时光。可通过 drobbins@gentoo.org与 Daniel 联系。
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※ 链接: http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/linux/shell/sed/sed-3/index.html
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