grep命令

grep（Global Regular Expression Print）是 Linux/Unix 系统中最常用的文本搜索工具，通过正则表达式高效筛选匹配内容。它广泛用于日志分析、代码搜索、数据过滤等场景。以下是系统的 grep 学习指南：

一、基础语法

grep [选项] '搜索模式' [文件或目录]

• 搜索模式：支持普通字符串或正则表达式。

• 选项：控制匹配行为（如是否忽略大小写、递归搜索等）。

二、核心选项详解

1. 匹配控制

选项	作用
-i	忽略大小写（Case-insensitive），如 grep -i "error" 匹配 Error、ERROR 等。
-v	反向匹配（Invert match），显示不包含匹配项的行，如 grep -v "ignore"。
-w	全词匹配（Word match），如 grep -w "test" 不匹配 testing。
-x	整行匹配（Line match），如 grep -x "hello" 只匹配完全等于 hello 的行。

2. 输出控制

选项	作用
-n	显示匹配行的行号，如 grep -n "error" log.txt 输出 10:ERROR: file not found。
-c	统计匹配行数，如 grep -c "success" log.txt 输出匹配次数。
-o	只输出匹配的部分（而非整行），如 grep -o "\d+" file.txt 只提取数字。
-A N	显示匹配行及其后 N 行（After context），如 grep -A2 "error" log.txt。
-B N	显示匹配行及其前 N 行（Before context），如 grep -B1 "error" log.txt。
-C N	显示匹配行及其前后各 N 行（Context），等价于 -A N -B N。

3. 文件与目录搜索

选项	作用
-r	递归搜索目录（Recursive），如 grep -r "password" /etc/。
-l	只列出包含匹配项的文件名（不输出具体内容），如 grep -rl "TODO" src/。
-L	只列出不包含匹配项的文件名，与 -l 相反。
-f	从文件读取搜索模式，如 grep -f patterns.txt file.txt。

三、正则表达式基础

grep 支持两种正则语法：

1. 基本正则表达式（BRE）：默认模式，部分元字符需转义（如 \., \*, \+）。

2. 扩展正则表达式（ERE）：通过 -E 选项启用，支持更强大的语法（如 +, ?, ()）。

常用元字符

元字符	含义	示例
.	匹配任意单个字符（除换行符）	grep "h.t" file.txt 匹配 hat, hot, hit 等。
*	匹配前一个字符零次或多次	grep "ab*c" file.txt 匹配 ac, abc, abbc 等。
[]	匹配方括号内的任意字符	grep "[aeiou]" file.txt 匹配包含元音的行。
[^]	匹配不在方括号内的任意字符	grep "[^0-9]" file.txt 匹配不包含数字的行。
^	匹配行首	grep "^error" file.txt 匹配以 error 开头的行。
$	匹配行尾	grep "end$" file.txt 匹配以 end 结尾的行。
|	或逻辑（需 -E 选项）	grep -E "cat|dog" file.txt 匹配包含 cat 或 dog 的行。
()	分组（需 -E 选项）	grep -E "(ab)+" file.txt 匹配包含一个或多个 ab 的行。
+	匹配前一个字符至少一次（需 -E 选项）	grep -E "a+" file.txt 匹配包含至少一个 a 的行。
?	匹配前一个字符零次或一次（需 -E 选项）	grep -E "colou?r" file.txt 匹配 color 或 colour。

四、实战案例

1. 日志分析

• 查找包含 "ERROR" 的行，并显示前后3行：

grep -C3 "ERROR" app.log

• 统计今天的访问日志数量：

grep "$(date +%Y-%m-%d)" access.log | wc -l

2. 代码搜索

• 在项目中查找所有 TODO 注释：

grep -r "TODO" src/

• 查找未使用的函数定义（Python）：

grep -r "^def [a-zA-Z_]" src/ | grep -v -f <(grep -r "[a-zA-Z_]\." src/)

3. 数据过滤

• 提取 IP 地址：

grep -oE "\b([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}\b" access.log

• 过滤包含敏感词的行：

grep -v -E "password|credit_card" data.txt

4. 多条件搜索

• 同时匹配 "error" 和 "connection"：

grep "error" log.txt | grep "connection"

• 匹配 "error" 但排除 "warning"：

grep "error" log.txt | grep -v "warning"

五、与其他工具组合

1. 与 sed/awk 结合处理文本：

# 提取匹配行的第2和第3个字段
grep "pattern" file.txt | awk '{print $2, $3}'
# 替换匹配内容
grep "old" file.txt | sed 's/old/new/g'

2. 与 find 结合搜索文件：

# 在 .txt 文件中搜索 "hello"
find . -name "*.txt" -exec grep "hello" {} \;
# 更高效的写法（使用 xargs）
find . -name "*.txt" | xargs grep "hello"

3. 统计词频：

grep -o "\w\+" text.txt | sort | uniq -c | sort -nr

六、性能优化与注意事项

1. 大文件搜索：

   - 使用 grep -m1 找到第一个匹配项后立即退出。

   - 使用 zgrep 直接搜索压缩文件（如 .gz）。

2. 正则表达式陷阱：

   - 复杂正则优先使用 -E 选项，避免过多转义。

   - 使用 \b 匹配单词边界，如 grep -E "\bcat\b" file.txt 只匹配独立的 cat。

3. 编码问题：

   - 使用 LC_ALL=C grep 以字节方式匹配，避免字符编码干扰。

七、学习资源推荐

1. 官方文档：

   - GNU Grep 手册

2. 在线工具：

   - Regex101：可视化调试正则表达式。

   - RegExr：带交互式解释的正则测试器。

3. 练习网站：

   - Regex Crossword：通过游戏学习正则表达式。

掌握 grep 后，你可以快速定位和筛选文本数据，大幅提升工作效率。多结合实际场景练习，逐渐掌握正则表达式的精髓！