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sed

此條目介紹的是Unix程式。關於縮寫SED的其他含義，請見「SED」。

sed（意為流編輯器，源自英語「stream editor」的縮寫）是一個使用簡單緊湊的編程語言來解析和轉換文本Unix實用程序。

sed
編程範型腳本
設計者李·E·麥克馬洪
面市時間1974年，​50年前​（1974）
實作語言C
網站无 編輯維基數據鏈接
啟發語言
ed
影響語言
Chomski（英語：Chomski）, Perl, AWK

sed由貝爾實驗室的李·E·麥克馬洪於1973年至1974年開發， [1] 並且現在大多數操作系統都可以使用。 [2] sed基於交互式編輯器ed（「editor」，1971）和早期qed（「quick editor」，1965-66）的腳本功能。sed是最早支持正則表達式的工具之一，至今仍然用於文本處理，特別是用於替換命令。用於純文本字符串操作和「流編輯」的常用工具還有AWK和Perl 。

歷史

sed是為命令行處理數據文件而構建的早期Unix命令之一，首次出現在Version 7 Unix中 。[3]它很自然地演變成為流行的grep命令的後繼。[4] 最初的動機與grep（g/re/p）的替換類似，因此稱為「g/re/s」。[3] 考慮到這樣的話還會出現針對每個命令的專用程序，例如g/re/d，李·E·麥克馬洪編寫了一個通用的面向行的流編輯器，該編輯器後來成為了sed。[4] sed的語法，特別是把/用於模式匹配，把s///用於替換，起源於sed的前身ed（當時ed很常用）[4] 而且正則表達式語法影響了其他一些語言，特別是ECMAScript和Perl。後來，更強大的語言AWK問世，這些工具相互補充，讓通過shell腳本完成強大的文本處理成為可能。sed和AWK常被認為Perl的祖先和靈感來源，並且影響了Perl的語法和語義，尤其影響了匹配和替換運算符。

GNU sed添加了一些新功能，包括文件的就地編輯 。Super-sed 是sed的擴展版本，包含與Perl兼容的正則表達式。sed的另一變體minised ，最初埃里克·雷蒙把4.1BSD sed通過逆向工程寫成，目前由René Rebe維護。在GNU計劃基於新的GNU正則表達式庫編寫了新版本的sed之前，GNU計劃一直使用minised。當前minised包含一些BSD sed的擴展，但不像GNU sed那樣功能豐富。它的優點是速度快，占用的內存少。它用於嵌入式系統，是Minix提供的sed版本。

工作模式

sed是一個面向行的文本處理實用程序：它從輸入流或文件中逐行讀取文本到一個稱為模式空間 的內部緩衝區。每讀一行開始一個循環 。對於模式空間，sed會應用sed腳本 指定的一個或多個操作。sed實現了一種編程語言，其中包含大約25個指定文本操作的命令 。對於每個輸入行，在運行腳本之後，sed通常輸出模式空間（由腳本修改的行），然後從下一行再次開始循環。其他腳本結束行為可通過sed選項和腳本命令獲得，例如d刪除模式空間，q退出，N立即將下一行添加到模式空間，等等。因此，sed腳本對應於循環體，循環體遍歷流的行，其中循環本身和循環變量（當前行號）是隱式的並由sed維護。

可以在命令行上指定sed腳本（ -e選項），也可以從單獨的文件中讀取（ -f選項）。sed腳本中的命令可以採用行號或正則表達式的作為地址 。該地址確定決定命令何時運行。例如，2d將僅在第二個輸入行上運行d（刪除）命令（打印除第二個輸入行之外的所有行），而/^ /d將刪除以空格開頭的所有行。一些單獨的特殊緩衝區，即保持空間，可以由幾個sed命令使用，用於在循環之間保持和累積文本。sed的命令語言只有兩個變量（「保持空間」和「模式空間」）和類似GOTO的分支功能；然而，這種語言是圖靈完備的，[5][6] 用深奧sed腳本甚至寫得出推箱子、打磚塊[7]、國際象棋[8]和俄羅斯方塊[9]等遊戲。

為輸入流的每一行執行一次主循環，在輸入的每一行上計算sed腳本。sed腳本的每一行都是模式-動作對，指示着要匹配的模式和要執行的操作，可以將其重新組合為條件語句。因為主循環、工作變量（模式空間和保持空間）、輸入和輸出流以及默認操作（複製行到模式空間、打印模式空間）是隱式的，所以可以編寫簡潔的單行程序。例如，以下sed程序： 

10q

將打印輸入的前10行，然後停止。

用法

替換命令

下面的示例顯示了sed用於替換的典型（也是最常見的）用法。這種用法確實是sed的最初動機：[4] 

sed 's/regexp/replacement/g' inputFileName > outputFileName

在某些版本的sed中，表達式的前面必須加上-e，以表示後面跟着一個表達式。s表示替換，而g表示全局，這意味着行中的所有匹配項都將被替換。要搜索的正則表達式（即pattern）放在第一個分隔符號（此處為斜槓）之後，而要替換成的字符串跟在第二個分隔符號後面。斜槓（/）是傳統的符號，起源於ed中的「搜索」字符，但其實在pattern和替換文本中都未出現的任何其他符號都可以用作分隔符號，使其可讀性更強；這有助於避免「傾斜牙籤綜合徵」。

替換命令源自ed中的搜索-替換，實現了簡單的解析和模板化 。regexp提供模式匹配和通過子表達式保存文本的功能，而replacement可以是純文本，也可以是包含「完全匹配」&，或第n 個子表達式（從\1到\9）這種特殊轉義序列的格式字符串。例如， sed -r "s/(cat|dog)s?/\1s/g"用「cat」或「dog"替換所有出現的「cats」或「dogs」，而不複製現有的「s」：在正則表達式中，(cat|dog)是第一個（也是唯一）保存的子表達式，格式字符串中的\1將其替換到輸出里。

其他sed命令

除了替換之外，使用大約25個sed命令可以進行其他形式的簡單處理。例如，下面使用d 命令刪除空行或只包含空格的行： 

sed '/^ *$/d' inputFileName

本例使用了下列正則表達式元字符（sed支持所有正則表達式）：

  • 脫字符（ ^ ）匹配行首。
  • 美元符號（ $ ）匹配行尾。
  • 星號（ * ）匹配前一個字符零次或多次出現。

可以有很複雜的sed結構，讓sed用作一種簡單但高度專業化的編程語言。例如，可以通過使用標籤（冒號後跟字符串）和分支指令b來管理控制流程。指令b後跟有效的標籤名稱，將把處理流程移動到該標籤後面的塊。

sed用作過濾器

在Unix下，sed通常用作管道中的過濾器： 

generateData | sed 's/x/y/g'

也就是說，諸如「generateData」之類的程序生成數據，然後用sed把x替換成y。例如： 

$ echo xyz xyz | sed 's/x/y/g'
yyz yyz

[註 1]

基於文件的sed腳本

將幾個sed命令（每行一個命令）放入腳本文件（例如subst.sed）中然後使用-f選項從文件中運行命令（例如s/x/y/g）通常很有用： 

sed -f subst.sed inputFileName > outputFileName

可以在腳本文件中放置任意數量的命令，使用腳本文件也可以避免shell轉義或替換的問題。

這樣的腳本文件可以直接從命令行執行，方法是在其前面加上一個包含sed命令的"shebang行"，並為該文件分配可執行權限。例如，可以使用以下內容創建文件subst.sed： 

#!/bin/sed -f
s/x/y/g

然後，當前用戶可以使用chmod命令使文件可執行：

chmod u+x subst.sed

然後可以直接從命令行執行該文件： 

subst.sed inputFileName > outputFileName

就地編輯

GNU sed中引入的-i選項允許就地編輯文件（實際上，在後台創建了一個臨時輸出文件，然後將原始文件替換為臨時文件）。例如： 

sed -i 's/abc/def/' fileName

示例

Hello, world! 例子 

# convert input text stream to "Hello, world!"
s/.*/Hello, world!/
q

這個「Hello, world!」腳本位於文件（如script.txt）中，並使用sed -f script.txt inputFileName調用，其中「inputFileName」是輸入文本文件。腳本將「inputFileName」第1行更改為「Hello, world!」然後退出，在sed退出之前打印結果。第1行後的任何輸入行都不會被讀取，也不會被打印。唯一的輸出是「Hello, world!」。

這個例子強調了sed的許多關鍵特性：

  • sed是獨一無二的。沒有其他「Hello, world!」例子與之相似。
  • 典型的sed程序相當簡短。
  • sed腳本可以有注釋（以#符號開頭的行）。
  • s（替換）命令是最重要的sed命令。
  • sed允許使用q（退出）等命令進行簡單編程。
  • sed使用正則表達式，例如.* （任何字符的零個或多個）。

其他簡單的例子

下面是各種sed腳本；可以把它們作為參數傳遞給sed，或者放入一個單獨的文件並通過-f執行或通過使腳本本身可執行來執行。

要把文件中某個單詞（例如IRC密碼）替換為「REDACTED」，並保存結果： 

sed -i s/yourpassword/REDACTED/ ./status.freenode.log

要刪除包含「yourword」一詞的所有行（ 地址 為「/yourword/」）： 

/yourword/ d

要刪除所有「yourword」這個詞： 

s/yourword//g

要同時從文件中刪除兩個單詞： 

s/firstword//g
s/secondword//g

為了在一行表示前面的示例，比如在命令行輸入時，可以通過分號連接兩個命令： 

sed "s/firstword//g; s/secondword//g" inputFileName

多行處理示例

在下一個示例中，sed（通常僅在一行上工作）會在某一行的後一行以一個空格打頭的情況下刪除換行符。 請考慮以下文本： 

This is my dog,
 whose name is Frank.
This is my fish,
whose name is George.
This is my goat,
 whose name is Adam.

下面的sed腳本會將上面的文本轉換為以下文本。請注意，該腳本僅影響以空格開頭的輸入行： 

This is my dog, whose name is Frank.
This is my fish,
whose name is George.
This is my goat, whose name is Adam.

使用的腳本是： 

N
s/\n / /
P
D

這段腳本應按如下理解：

  • （N）將下一行添加到模式空間；
  • （s/\n / /）查找一個換行符後跟一個空格，替換為一個空格；
  • （P）打印模式空間的頂行；
  • （D）從模式空間中刪除頂行並再次運行腳本。

這可以通過分號在一行中表示出來: 

sed 'N; s/\n / /; P; D' inputFileName

限制和替代方案

雖然sed具有簡單性和局限性，但對於大量用途而言，它的功能已經足夠強大。對於更複雜的處理，可以使用更強大的語言，如AWK或Perl或者PowerShell。雖然使用保持緩衝區理論上可以進行任意複雜的轉換，但如果轉換行的方式比正則表達式提取和模板替換更複雜，則使用一般會使用上面提到的更強大的語言。

相反，對於更簡單的操作，grep （打印匹配模式的行），head（打印文件的第一部分），tail（打印文件的最後部分）和tr（翻譯或刪除字符）等專門的Unix實用程序通常更可取。對於設計用於執行的特定任務，此類專用實用程序通常比較一般的解決方案（如sed）更簡單、清晰和快速。

ed/sed命令和語法繼續用於派生程序，例如文本編輯器vi和vim。sam/ssam與ed/sed類似，其中sam是Plan 9編輯器，ssam是它的流接口，其功能類似於sed。


注釋

  1. ^ 在命令行使用中，表達式周圍的引號不是必需的，只有在shell不會將表達式解釋為單個字（標記）時才需要。由於腳本s/x/y/g沒有歧義，所以generateData | sed s/x/y/g工作正常。然而，為了清楚起見，通常是要寫引號的，特別是對於有空格的時候（例如，'s/x x/y y/'）。大多數情況下，使用單引號是為了避免shell將$解釋為shell變量。使用雙引號，如"s/$1/$2/g"，是為了讓shell替換命令行參數或其他shell變量。

參考文獻

  1. ^ The sed FAQ, Section 2.1. [2013-05-21]. （原始內容存檔於2018-06-27）. 
  2. ^ The sed FAQ, Section 2.2. [2013-05-21]. （原始內容存檔於2018-06-27）. 
  3. ^ 3.0 3.1 McIlroy, M. D. A Research Unix reader: annotated excerpts from the Programmer's Manual, 1971–1986 (PDF) (技術報告). CSTR. Bell Labs. 1987 [2018-11-10]. 139. （原始內容存檔 (PDF)於2019-11-30）. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 On the Early History and Impact of Unix. [2018-11-10]. （原始內容存檔於2017-09-07）. A while later a demand arose for another special-purpose program, gres, for substitution: g/re/s. Lee McMahon undertook to write it, and soon foresaw that there would be no end to the family: g/re/d, g/re/a, etc. As his concept developed it became sed… 
  5. ^ Implementation of a Turing Machine as Sed Script. [2018-11-10]. （原始內容存檔於2018-02-20）. 
  6. ^ Turing.sed. [2018-11-10]. （原始內容存檔於2018-01-16）. 
  7. ^ The $SED Home - gamez. [2009-04-20]. （原始內容存檔於2006-02-08）. 
  8. ^ bolknote/SedChess. GitHub. [2018-11-10]. （原始內容存檔於2018-12-02）. 
  9. ^ Sedtris, a Tetris game written for sed. [2018-11-10]. （原始內容存檔於2018-12-02）. 

擴展閱讀

外部連結

 
維基教科書中的相關電子教學：en:sed

教程

示例

其他鏈接

參見

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