====== sed 流编辑器 ======

sed（Stream Editor）是一款非交互式流编辑器，由 Lee E. McMahon 于 1973-74 年在贝尔实验室开发，最早出现在 Version 7 Unix 中。它的设计灵感来源于 ed 编辑器，最初构想是 g/re/s（grep 的替换对应物）。sed 的理念是一次一行地处理文本，在输出前对匹配的内容进行编辑，后续的 Perl 和 AWK 都深受其影响(([[https://www.gnu.org/software/sed/manual/sed.html|GNU sed 官方手册]]))。

===== 核心概念 =====

sed 的工作模型很简单：逐行读取输入 → 执行命令 → 输出结果 → 重复。它内部维护两个缓冲区：

^ 缓冲区 ^ 说明 ^
| 模式空间（Pattern Space） | 当前行的临时工作区，所有命令在此执行 |
| 保持空间（Hold Space） | 持久辅助缓冲区，可用于跨行操作 |

默认情况下，sed 会在命令执行完毕后自动输出模式空间的内容，然后清空模式空间并读入下一行。保持空间的内容在行间持续保留。

===== 基本语法 =====

<code bash>
sed '命令' 文件    # 单命令
sed -e '命令1' -e '命令2' 文件  # 多个命令
sed -f 脚本文件 文件  # 从文件读取命令
</code>

默认输出到标准输出，加上 **-i** 可直接修改文件：

<code bash>
# GNU sed
sed -i 's/foo/bar/' file.txt

# BSD sed（macOS）
sed -i '' 's/foo/bar/' file.txt

# 跨平台兼容写法（先备份）
sed -i.bak 's/foo/bar/' file.txt
</code>

===== 地址定址 =====

sed 命令前可以指定地址，决定命令作用于哪些行：

^ 地址形式 ^ 示例 ^ 说明 ^
| 数字 | %%sed '3d' file%% | 只作用于第 3 行 |
| 数字范围 | %%sed '2,5d' file%% | 第 2 到第 5 行 |
| 步进 | %%sed '1~2d' file%% | 从第 1 行开始，每隔 2 行（GNU sed） |
| 正则 | %%sed '/^#/d' file%% | 匹配正则表达式的行 |
| 范围正则 | %%sed '/start/,/end/p' file%% | 从匹配 start 到匹配 end 的行 |
| 取反 | %%sed '/^#/!d' file%% | 在命令后加 ! 表示取反 |

===== 常用命令 =====

==== s — 替换 ====

最常用的命令，支持正则匹配后替换：

<code bash>
sed 's/旧文本/新文本/' file        # 替换每行第一个匹配
sed 's/旧文本/新文本/g' file       # 全局替换（所有匹配）
sed 's/旧文本/新文本/2' file       # 只替换每行第二个匹配
sed -n 's/模式/替换/p' file        # 只打印发生替换的行
sed 's/\(.*\):\(.*\)/\2: \1/' file # 捕获组反向引用
</code>

标志：

^ 标志 ^ 说明 ^
| g | 全局替换（行内所有匹配） |
| 数字 | 替换第 n 次匹配 |
| p | 打印发生替换的行 |
| w 文件 | 将替换结果写入文件 |
| i | 忽略大小写（GNU sed） |
| e | 将替换结果作为 shell 命令执行（GNU sed） |

==== d — 删除 ====

<code bash>
sed '5d' file           # 删除第 5 行
sed '/^$/d' file        # 删除空行
sed '/^#/d' file        # 删除注释行
sed '1,/^$/d' file      # 从开头删到第一个空行
sed '$d' file           # 删除最后一行
</code>

==== p — 打印 ====

通常与 **-n**（取消默认输出）配合使用：

<code bash>
sed -n '2p' file           # 只打印第 2 行
sed -n '10,20p' file       # 打印第 10 到 20 行
sed -n '/error/p' file     # 打印含 error 的行（等价于 grep）
sed -n '/^---/,/^===/p' file  # 打印两个标记之间的内容
</code>

==== a/i/c — 追加、插入、修改 ====

<code bash>
sed '3a\新增行' file       # 在第 3 行后追加一行
sed '3i\插入行' file       # 在第 3 行前插入一行
sed '3c\替换行' file       # 将第 3 行替换为新内容
sed '/pattern/a\---' file  # 在匹配行后追加分隔线
</code>

==== q — 退出 ====

<code bash>
sed '10q' file          # 打印前 10 行后退出
sed '/错误/q' file      # 遇到"错误"时退出
</code>

==== y — 字符转换 ====

<code bash>
sed 'y/abc/ABC/' file   # a→A, b→B, c→C（等长转换）
sed 'y/abcdefghijklmnopqrstuvwxyz/ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ/' file  # 小写转大写
</code>

===== 实战案例 =====

**删除配置文件中的空行和注释**：

<code bash>
sed '/^#/d; /^$/d' /etc/ssh/sshd_config
</code>

**提取两个标记之间的内容**：

<code bash>
sed -n '/^```/,/^```/p' README.md    # 提取所有代码块
</code>

**在每行前添加行号**：

<code bash>
sed = file | sed 'N; s/\n/ /'
</code>

**反转文件行序（利用保持空间）**：

<code bash>
sed -n '1!G; h; $p' file
</code>

**合并隔行（奇偶行合并）**：

<code bash>
sed 'N; s/\n/, /' file
</code>

**缩进文本（每行前加 4 空格）**：

<code bash>
sed 's/^/    /' file
</code>

**删除行尾空白**：

<code bash>
sed 's/[ \t]*$//' file
</code>

===== 多行操作与保持空间 =====

多行命令用大写字母表示，它们操作的是模式空间的扩展版本：

^ 命令 ^ 说明 ^
| N | 读入下一行并追加到模式空间（用 \n 分隔） |
| D | 删除模式空间中第一个 \n 之前的内容 |
| P | 打印模式空间中第一个 \n 之前的内容 |
| h | 将模式空间复制到保持空间 |
| H | 将模式空间追加到保持空间 |
| g | 将保持空间复制到模式空间 |
| G | 将保持空间追加到模式空间 |
| x | 交换模式空间与保持空间 |

===== GNU sed vs BSD sed =====

Linux 默认使用 GNU sed，macOS 使用 BSD sed，两者在 **-i** 参数上行为不同，某些正则扩展也有差异：

^ 特性 ^ GNU sed ^ BSD sed (macOS) ^
| -i 不需参数 | %%sed -i 's/a/b/' f%% | ❌ 必须传参 %%sed -i '' 's/a/b/' f%% |
| 步进地址 | %%sed '1~2d'%% | ❌ 不支持 |
| \u \l 大小写转换 | ✅ %%s/a/\u&/%% | ❌ 不支持 |
| 忽略大小写标志 | %%s/a/b/i%% | ❌ 不支持 |
| 十六进制转义 | ✅ %%\x0A%% | ❌ 不支持 |
| --debug 调试 | ✅ | ❌ 不支持 |

跨平台建议使用 **-i.bak** 形式（创建备份文件），避免兼容性问题。

===== 与同类工具的区别 =====

^ 工具 ^ 定位 ^ 适用场景 ^
| grep | 文本搜索 | 只需查找行 |
| sed | 文本编辑/变换 | 行级替换、删除、格式化 |
| awk | 文本分析与报告 | 结构化文本、列操作、统计 |

三者常配合管道使用：<code>grep ERROR log.txt | sed 's/\[ERROR\]//' | awk '{print $1, $NF}'</code>

===== 总结 =====

sed 是 Unix 文本处理三剑客之一，擅长批量替换、行级编辑和非交互式文本处理。虽然语法简洁、学习曲线陡峭，但掌握后能以极少的代码完成复杂的文本变换任务，尤其在脚本自动化和批量文件处理中不可或缺。

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