通配符与正则表达式
通配符（Globbing）
通配符是由 Shell 处理的特殊字符，用于路径或文件名匹配。当 Shell 在命令参数中遇到通配符时，会将其扩展为匹配的文件路径；若没有匹配项，则作为普通字符传递给命令。
Shell 中的通配符列表
| 通配符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
* | 匹配任意长度的字符（包括 0 个） | ls *.txt：匹配所有 .txt 文件 |
? | 匹配单个任意字符 | ls file?.txt：匹配 file1.txt、fileA.txt 等 |
[charset] | 匹配字符集中的任意单个字符 | ls [abc].txt：匹配 a.txt、b.txt、c.txt |
[^charset] | 匹配不在字符集中的任意单个字符 | ls [^0-9].txt：匹配非数字开头的 .txt 文件 |
[a-z] | 匹配指定范围内的单个字符（小写字母） | ls [a-c]file：匹配 afile、bfile、cfile |
[[:class:]] | 匹配 POSIX 字符类中的字符 | ls [[:digit:]]*：匹配数字开头的文件 |
POSIX 字符类（需用 [[:class:]] 表示）：
水平空白字符（[:blank:]）
定义：仅包含在同一行内起分隔作用的空白字符。
包含字符：
- 空格（）：ASCII 32（十进制），用于单词分隔。
- 制表符（
\t）：ASCII 9，用于文本对齐（水平跳格）
垂直空白字符（[:space:]）
定义：用于换行或分页的空白字符，会导致文本显示位置移动到新行或新页。
包含字符：
- 换行符（
\n）：ASCII 10，用于换行（如 Unix/Linux 系统的行尾符）。 - 回车符（
\r）：ASCII 13，用于回到行首（如 Windows 系统的行尾符为\r\n）。 - 换页符（
\f）：ASCII 12，用于分页（如打印时换页）。 - 垂直制表符（
\v）：ASCII 11，用于垂直跳格（很少使用）。
| 字符类 | 描述 | 等价写法 |
|---|---|---|
[:alnum:] | 字母或数字 | [A-Za-z0-9] |
[:alpha:] | 字母（大小写） | [A-Za-z] |
[:digit:] | 数字 | [0-9] |
[:lower:] | 小写字母 | [a-z] |
[:upper:] | 大写字母 | [A-Z] |
[:space:] | 空白字符（空格、制表符、换行符等） | — |
[:punct:] | 标点符号 | — |
通配符实例文件自己chuang
-
匹配以
menu0开头的文件ls menu0* # 输出：menu01.sh menu02.sh menu03.sh menu04.sh -
匹配以
m开头且后接单个字符的文件ls m? # 输出：m1 m2 m3（假设存在这些文件） -
匹配以
m或n开头的文件ls [mn]* # 匹配 `m*` 和 `n*` 的文件 -
匹配字母开头的文件（不区分大小写）
ls [a-Z]* # 注意：`[a-Z]` 实际包含 ASCII 字符范围，可能包含非字母（如 `[`、`\` 等），推荐用 `[[:alpha:]]` ls [[:alpha:]]* # 正确匹配所有字母开头的文件 -
匹配数字开头的文件
ls [[:digit:]]* # 等价于 `ls [0-9]*` -
匹配字母或数字开头的文件
ls [[:alnum:]]* # 匹配 `[0-9A-Za-z]*`
grep的常用参数
| 选项 | 功能描述 |
|---|---|
-n | 显示行号 |
-o | 只显示匹配的内容 |
-q | 静默模式，无输出，通过$?判断执行是否成功（即是否过滤到想要内容） |
-l | 匹配成功则只打印文件名，失败不打印，常与-r一起用，如grep -rl 'root' /etc |
-A <n> | 匹配成功时，将匹配行及其后n行一起打印出来 |
-B <n> | 匹配成功时，将匹配行及其前n行一起打印出来 |
-C <n> | 匹配成功时，将匹配行及其前后n行一起打印出来 |
--color | 高亮颜色显示匹配到的字符串 |
-c | 匹配成功时，打印匹配到的行数 |
-E | 等同于egrep，启用扩展正则表达式 |
-i | 忽略大小写 |
-v | 取反，打印不匹配的行 |
-w | 匹配单词 |
-r | 递归搜索，不仅搜索当前目录，还搜索各级子目录 |
-s | 不显示关于不存在或无法读取文件的错误信息 |
正则表达式（Regular Expression, RE）
正则表达式是用于文本内容匹配的模式，常用于 grep、sed、awk 等工具中，针对文件内容而非文件名。
正则表达式基础概念
- 作用：通过特殊字符组合，实现字符串的搜索、替换、删除等操作。
- 优势：简化文本处理逻辑，减少代码量。
- 分类：
- 基本正则表达式（BRE）：支持基础元字符，需转义部分符号（如
{}）。 - 扩展正则表达式（ERE）：支持更多元字符（如
+、?），无需转义{}等符号。
- 基本正则表达式（BRE）：支持基础元字符，需转义部分符号（如
基本正则表达式（BRE）元字符
| 元字符 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
| ^ | 匹配行首 | grep ^root /etc/passwd：匹配以 root 开头的行 |
$ | 匹配行尾 | grep bash$ /etc/passwd：匹配以 bash 结尾的行 |
. | 匹配单个任意字符 | grep r.t /etc/passwd：匹配 r 和 t 之间有一个字符的行（如 rot、rxt） |
* | 匹配前一个字符 0 次或多次 | grep r.*t /etc/passwd：匹配 r 和 t 之间有任意字符的行 |
[] | 匹配字符集中的任意单个字符 | grep r[a-z]t /etc/passwd：匹配 r 和 t 之间为小写字母的行 |
[^] | 匹配不在字符集中的任意单个字符 | grep r[^a-z]t /etc/passwd：匹配 r 和 t 之间为非小写字母的行 |
\{n,m\} | 匹配前一个字符 n 到 m 次（需转义） | grep 'r\{3\}t' /etc/passwd：匹配 r 重复 3 次后接 t 的行 |
POSIX 字符类（在正则中同样适用）：
grep [[:digit:]]\{3,4\} /etc/passwd # 匹配 3-4 位数字
扩展正则表达式（ERE）元字符
需通过 egrep 或 grep -E 使用，无需转义特殊符号。
| 元字符 | 描述 | 示例与匹配结果 |
|---|---|---|
+ | 匹配前一个字符 1 次或多次（至少出现 1 次）。 | egrep 'r+t' /etc/passwd匹配 rt、rrt、rrrt 等（r 至少出现 1 次后接 t）。 |
? | 匹配前一个字符 0 次或 1 次（可选出现）。 | egrep 'colou?r' /etc/passwd匹配 color 或 colour（u 可选:u可出现0次或者1次）。 |
{n} | 匹配前一个字符 恰好 n 次。 | egrep 'r{3}t' /etc/passwd匹配 rrrt（r 连续出现 3 次）。 |
{n,} | 匹配前一个字符 至少 n 次。 | egrep 'r{2,}t' /etc/passwd匹配 rrt、rrrt、rrrrrt 等（r 至少出现 2 次）。 |
{n,m} | 匹配前一个字符 n 到 m 次之间（包含 n 和 m）。 | egrep 'r{2,4}t' /etc/passwd匹配 rrt、rrrt、rrrrt（r 出现 2-4 次）。 |
(pattern1|pattern2) | 匹配多个模式中的 任意一个（使用竖线 | 分隔）。 | egrep '^(root|admin)' /etc/passwd匹配以 root 或 admin 开头的行。 |
正则表达式工具对比
| 工具 | 正则类型 | 说明 |
|---|---|---|
grep | 基本正则表达式（BRE） | 需转义 {} 等符号 |
egrep | 扩展正则表达式（ERE） | 直接使用 +、?、{} 等符号 |
fgrep | 不支持正则 | 按字面匹配字符串 |
正则表达式实例
-
匹配以
bash结尾的行grep bash$ /etc/passwd # 基本正则 egrep bash$ /etc/passwd # 扩展正则（等价） -
匹配 3-4 位数字
grep '[[:digit:]]\{3,4\}' /etc/passwd # BRE，需转义 {} egrep '[[:digit:]]{3,4}' /etc/passwd # ERE，无需转义 -
匹配以空白字符开头、非空白字符后跟的行
grep "^[[:space:]]\+[^[:space:]]" /etc/grub2.cfg # BRE，`\+` 表示 `+` egrep "^[[:space:]]+[^[:space:]]" /etc/grub2.cfg # ERE，直接用 `+` -
匹配包含
Failed或FAILED的行（不区分大小写）grep -i 'failed' /var/log/secure # 基本正则，`-i` 忽略大小写 egrep -i 'failed|FAILED' /var/log/secure # 扩展正则，匹配任意模式
通配符与正则表达式对比
| 特性 | 通配符 | 正则表达式 |
|---|---|---|
| 处理者 | Shell（路径扩展） | 命令（如 grep） |
| 作用对象 | 文件名或路径 | 文本内容 |
| 元字符差异 | *、?、[] | .*、+、() 等 |
| 典型场景 | ls *.txt、rm data_* | grep "pattern" file、sed -e "s/regex/replace/" |
7.4 练习与答案（扩展）
练习 1：显示 /etc/passwd 中以不区分大小的 h 开头的行
grep -i ^h /etc/passwd # `-i` 忽略大小写，`^h` 匹配行首
练习 2：显示 /etc/passwd 中以 sh 结尾的行
grep sh$ /etc/passwd # `$` 匹配行尾
练习 3：显示 /etc/fstab 中以 # 开头、后跟一个或多个空白字符和非空白字符的行
grep "^#[[:space:]]\+[^[:space:]]" /etc/fstab # BRE，`\+` 表示一个或多个空白字符
egrep "^#[[:space:]]+[^[:space:]]" /etc/fstab # ERE，直接用 `+`
练习 4：查找 /etc/rc.d/rc.local 中包含以 to 开始并以 to 结尾的字串的行
grep "to.*to" /etc/rc.d/rc.local # `.*` 匹配任意字符
练习 5：查找 /etc/passwd中包含sbin行，或者以s开头，以n结尾的单词的行
1、grep -w 'sbin' /etc/passwd # `\<` 和 `\>` 表示单词边界
-w 会强制 grep 仅匹配独立的完整单词，而非单词的一部分。具体规则：
单词边界：单词必须被非单词字符（如空格、标点符号、换行符）包围。
单词字符：通常指字母、数字和下划线（即 [A-Za-z0-9_]）。
选项 / 元字符 功能 示例匹配
-w 匹配完整单词，自动添加单词边界检查 grep -w 'foo' → 匹配 foo，但不匹配 foobar
\< 和 \> 正则表达式中的单词边界元字符 grep '\<foo\>' → 同上，但需手动添加元字符
2、grep -Eo '\bs[a-z]*n\b' /etc/passwd # 仅匹配小写字母
-o 是只显示匹配内容
\b：显式定义单词边界
grep -Ew 's[a-z]*n' /etc/passwd
注意：如果你要匹配以s开头，以n结尾单词的行，根据grep版本的问题，.*进行贪婪匹配，会尽可能多的去匹配，达不到预期的效果，所以我们把任意字符改为任意数量的小写字母。练习 6：查找 ifconfig 结果中 1-255 之间的整数
ifconfig | egrep -w "[1-9]|[1-9][0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-5]"
练习 7：显示 /var/log/secure 中包含 Failed 或 FAILED 的行
grep -i 'failed' /var/log/secure # 简化写法，匹配大小写
练习 8：在 /etc/passwd 中取出默认 Shell 为 bash 的行
grep '/bin/bash$' /etc/passwd # 匹配行尾的 `/bin/bash`
练习 9：以长格式列出 /etc/ 下以 ns 开头、.conf 结尾的文件
ls -l /etc/ns*.conf # 通配符直接用于文件名匹配
练习 10：高亮显示 passwd 文件中用户名和加密密码
grep -o '^[^:]*:[^:]*' /etc/passwd # 匹配冒号分隔的字段
相当于匹配用户名和加密密码
总结
- 通配符：专注于文件名匹配，由 Shell 处理，语法简单（如
*、?）。 - 正则表达式：用于文本内容匹配，支持复杂模式（如
^、$、.*），需结合工具（grep、egrep）使用。 - 关键区别：作用对象不同（文件名 vs. 文本内容），元字符语法有差异。
