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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

1. 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。

2. 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。

3. 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：

1. 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。

2. 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

3. 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"

4. 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