Awk入门

Nawk（New Awk）的发展与增强功能

Awk 最早在 1977 年 由 Aho、Weinberger 和 Kernighan 开发，最初是为快速编写 "一行命令"（one-liners） 或 短小的文本处理程序 而设计的。然而，Awk 受到了用户的广泛欢迎，一些人甚至将其作为主要编程工具，用于复杂任务。

最初的作者对 Awk 被用于大规模任务感到惊讶，但最终接受了这一事实，并决定改进 Awk，使其成为更强大的通用编程工具。在 1985 年，他们发布了 新版 Awk（Nawk, "New Awk"），以区别于原始版本。

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1. Nawk 的主要增强功能

新版 Nawk 引入了多个重要改进，使其更适用于复杂任务：

1.1 用户自定义函数

• 旧版 Awk 不支持函数，代码复用较困难。
• Nawk 允许用户定义函数，使代码结构更加清晰。

示例：实现 signum（符号函数）

{ for (field=1; field<=NF; ++field) { print signum($field) } }

function signum(n) {
   if (n < 0)
       return -1
   else if (n == 0)
       return 0
   else
       return 1
}

说明

• function signum {...} 定义了一个 signum 函数，用于返回数字 n 的符号：
  • 负数 返回 -1
  • 零 返回 0
  • 正数 返回 1
• 所有参数都是局部变量，避免影响全局变量。

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1.2 getline 读取外部文件或管道

• 旧版 Awk 只能处理命令行指定的输入文件。
• Nawk 允许使用 getline 动态读取文件或管道数据。

用法

getline            # 从当前输入流读取一行到 `$0`
getline myvar      # 读取一行并存入变量 `myvar`
getline < "file"   # 从 `file` 读取一行到 `$0`
getline myvar < "file"  # 从 `file` 读取一行存入 `myvar`
"ls -l" | getline  # 运行命令 `ls -l` 并读取第一行输出到 `$0`

示例：从文件 data.txt 逐行读取

BEGIN {
    while (getline line < "data.txt") {
        print "Read:", line
    }
}

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1.3 关闭文件 close()

• close("file") 允许重新读取文件，而不必重新启动 Awk。

close("myfile")  # 关闭文件 "myfile"，下次可以重新读取

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1.4 运行 Shell 命令 system()

Nawk 提供 system("command") 来执行 Shell 命令。例如：

system("rm myfile")  # 删除文件 myfile
system("date")       # 显示当前日期

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1.5 访问命令行参数 ARGC 和 ARGV

• ARGC：命令行参数的个数。
• ARGV：数组，存储命令行参数。

示例

awk 'BEGIN { print "Total args:", ARGC; for (i=0; i<ARGC; i++) print i, ARGV[i] }' file1 file2

输出

Total args: 3
0 awk
1 file1
2 file2

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1.6 三元运算符 ?:

• 格式

  status = (condition == "green") ? "go" : "stop"
  

• 等价于

  if (condition == "green") 
      status = "go"
  else 
      status = "stop"
  

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1.7 新增数学函数

函数	描述
sin(x)	正弦，x 为弧度
cos(x)	余弦，x 为弧度
atan2(y,x)	y/x 的反正切，范围 -π 到 π
rand()	生成 0 <= number < 1 的随机数
srand(seed)	设置随机数种子

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1.8 新增字符串函数

函数	描述
match(s, r)	在 s 中查找正则 r，返回起始索引或 0
sub(r, t, s)	替换 s 中 第一个 符合 r 的部分为 t
gsub(r, t, s)	替换 s 中 所有 符合 r 的部分为 t

示例

BEGIN {
    str = "hello world hello"
    sub(/hello/, "hi", str)  # 替换第一个 "hello"
    print str  # 输出 "hi world hello"

    gsub(/hello/, "hi", str)  # 替换所有 "hello"
    print str  # 输出 "hi world hi"
}

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1.9 多维数组支持

• 旧版 Awk 只支持一维数组。
• Nawk 允许使用 array[row,col] 表示多维数组。

示例：打印矩阵及其转置

BEGIN {
    count = 1
    for (row = 1; row <= 3; ++row) {
        for (col = 1; col <= 5; ++col) {
            printf("%4d", count)
            matrix[row, col] = count++
        }
        printf("\n")
    }

    printf("\nTransposed:\n")
    for (col = 1; col <= 5; ++col) {
        for (row = 1; row <= 3; ++row) {
            printf("%4d", matrix[row, col])
        }
        printf("\n")
    }
}

输出

   1   2   3   4   5
   6   7   8   9  10
  11  12  13  14  15

Transposed:
   1   6  11
   2   7  12
   3   8  13
   4   9  14
   5  10  15

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1.10 删除数组元素 delete

delete array[key]

• 示例

BEGIN {
    arr["apple"] = 5
    arr["banana"] = 3
    delete arr["apple"]
    print "apple count:", arr["apple"]  # 输出空值
}

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2. 结论

增强功能	描述
用户自定义函数	支持 function name(args) {}
getline 读取外部文件	getline var < "file"
close() 关闭文件	close("file")
system() 运行 Shell 命令	system("ls")
ARGC/ARGV 访问参数	ARGV[i] 获取参数
三元运算符 ?:	status = (cond) ? "yes" : "no"
新增数学函数	sin(x), cos(x), rand()
新增字符串函数	match(), sub(), gsub()
多维数组	array[row, col]
删除数组元素	delete array[key]

新版 Nawk 更加强大，适合更复杂的文本处理任务！🚀