Linux sed命令详细教程

sed 是 Linux 下处理文本的「瑞士军刀」，而 GNU sed是其主流版本，作为流编辑器它仅对输入做一次遍历，效率极高，尤其适合管道过滤、批量修改配置、处理日志等场景，是 Shell 脚本自动化的必备工具。

一、初识sed：流编辑器的核心本质

1. 什么是GNU sed

GNU sed 是Stream Editor（流编辑器）的实现版本，用于对输入流（文件/管道/标准输入）执行基础文本转换，核心特点是边读、边处理、边输出，全程仅遍历一次输入，处理大文件时速度极快且不占满内存。

2. sed的核心优势

• 无交互：无需打开编辑器，命令行直接执行，适配脚本自动化；
• 管道友好：可与grep、awk、ls等命令配合，组成文本处理流；
• 原地编辑：支持直接修改文件，还能生成备份，避免误操作；
• 功能强大：覆盖替换、增删改、行过滤、多行处理、字符转译等；
• 效率极高：一次遍历输入，GNU版本无行长度限制，适配海量文本。

3. 核心适用场景

小文本手动编辑用vim，批量文本处理、脚本自动化、管道过滤用sed，典型场景：

• 配置文件的批量注释/修改/替换；
• 日志文件的过滤、提取、格式化；
• 文本的行增删、去重、大小写转换；
• 管道中配合其他命令做文本过滤。

二、sed基础：调用方式与核心选项

1. 基本调用语法

GNU sed 有两种核心调用方式，日常轻量需求用直接执行命令，复杂逻辑用读取脚本文件，未指定输入文件或输入为-时，处理标准输入：

# 方式1：直接执行命令（最常用）
sed [核心选项] '处理脚本' 输入文件1 输入文件2...

# 方式2：从文件读取脚本（适合多命令复杂逻辑）
sed [核心选项] -f 脚本文件 输入文件1 输入文件2...

输出规则：默认打印到标准输出（仅预览结果，不修改原文件），可通过-i实现原地编辑，-n抑制默认输出。

2. 必学核心命令行选项

这是sed的「高频搭档」，区分基础必用和进阶实用，优先掌握前者：
| 选项 | 全称/补充 | 核心作用 | 实用场景 |
|------|-----------|----------|----------|
| -n | --quiet/--silent | 关闭默认输出，仅打印显式指定内容 | 精准打印匹配行，避免重复输出 |
| -i[后缀] | --in-place[=后缀] | 原地编辑文件，指定后缀生成备份 | 真正修改文件，-i.bak生成.bak备份，安全无风险 |
| -E | -r/--regexp-extended | 使用扩展正则表达式，无需转义+/?|() | 简化正则写法，日常推荐使用 |
| -e | --expression=脚本 | 指定执行的sed脚本，多脚本可多次使用 | 单命令行执行多个处理逻辑 |
| -f | --file=脚本文件 | 从文件读取执行脚本 | 复杂逻辑，将命令写入脚本文件 |
| --debug | - | 调试模式，打印执行过程 | 排查复杂sed脚本的执行问题 |
| -s | --separate | 将多个输入文件视为独立文件，非连续流 | 批量处理多文件时，避免跨文件匹配 |
| -z | --null-data | 以空字符（NUL）为行分隔符 | 适配find -print0等场景，处理含空格的文件名 |
| --sandbox | - | 沙箱模式，禁止e/w/r外部调用 | 执行未知sed脚本，防止安全风险 |
| --version/--help | - | 查看GNU sed版本/帮助信息 | 验证版本、查询选项/命令用法 |
| -b/--binary | - | 二进制模式处理 | 适配不同系统换行符（\n/\r\n），避免\r被忽略 |

3. sed的退出状态

执行后可通过echo $?查看退出码，用于脚本中判断执行结果：

• 0：执行成功；
• 1：命令/语法/正则无效，或使用--posix的GNU扩展；
• 2：部分输入文件无法打开，其余文件正常处理；
• 4：运行时I/O错误，直接中止执行；
• 自定义退出码：通过q/Q指定，如sed 'Q42' 文件名，退出码为42。

三、sed核心逻辑：脚本结构与地址定位

sed的所有操作都是「针对指定行执行指定命令」，这是核心逻辑，而地址定位就是告诉sed「处理哪一行/哪些行」，脚本结构则规范了命令的执行格式。

1. sed脚本基础结构

sed脚本由一个或多个命令组成，核心格式为：[地址]命令[选项]

• 地址：可选，无地址则对所有行生效；可加!取反，对不匹配的行执行命令；
• 命令：单个字母的sed核心命令（如s/d/p/a），是具体的处理动作；
• 分隔方式：多个命令可用分号;、换行分隔，或用-e指定多个脚本。

2. 地址定位规则：3种核心形式+取反

地址定位支持行号、正则、范围三种形式，可单独使用也可组合，加!实现「取反处理」，是sed的核心基础，必须吃透：

（1）数字地址：精准定位指定行

基于行号的硬定位，简单粗暴，GNU sed提供扩展语法适配批量行：

• 5：仅处理第5行；
• $：仅处理最后一行；
• 1~2：奇数行（GNU扩展），~后为步长；
• 0~2：偶数行（GNU扩展）；
• 5,+3：第5行及后续3行（共4行）。

（2）正则地址：匹配内容定位行

用正则表达式模糊筛选行，是最常用的定位方式，GNU sed支持多种扩展语法，避免转义和适配不同场景：

• /正则/：匹配正则表达式的行（默认基本正则BRE，+/?|()需转义）；
• \%正则%：用%作为分隔符，避免内容中/的转义（如匹配路径时）；
• /正则/I：忽略大小写匹配（GNU扩展）；
• /正则/M：多行模式，^/$可匹配换行符前后（GNU扩展）。
  注意：加-E选项后使用扩展正则ERE，+/?|()无需转义，推荐日常使用。

（3）范围地址：定位连续多行

将「行号」和「正则」组合，用逗号,分隔，指定处理的行范围，适配批量连续行处理：

• 4,17：第4行到第17行；
• /start/,/end/：从匹配start的行到匹配end的行；
• 2,/sed/：从第2行到第一个匹配sed的行；
• 0,/regex/：从首行到第一个匹配regex的行（GNU扩展）。

（4）取反定位：处理不匹配的行

在任意地址后加!，表示对不匹配该地址的行执行命令，适合「排除式处理」：

• /sed/!p：打印所有不含sed的行；
• 3,5!d：删除除了第3-5行的所有行。

3. 地址定位实战示例

创建测试文件，后续所有基础示例均基于此，先执行创建：

cat > test.txt << EOF
1. Hello World
2. sed is a stream editor
3. learn sed, use sed
4. hello sed
5. test text
EOF

基于测试文件的地址定位示例，直观理解用法：

# 行号定位：处理第3行
sed '3s/sed/SED/' test.txt
# 正则定位：处理含hello的行（忽略大小写）
sed -E '/hello/I s/hello/HELLO/' test.txt
# 范围定位：处理第2行到第4行
sed '2,4s/.*/\U&/' test.txt
# 取反定位：处理不含sed的行，行尾追加[no sed]
sed '/sed/!s/$/ [no sed]/' test.txt

四、封神命令：s替换——sed的核心功能（90%日常使用）

sed的命令有很多，但90%的日常需求都围绕s替换命令，掌握它就掌握了sed的半壁江山，GNU sed对s命令提供了丰富的扩展，让文本替换更灵活、精准。

1. s替换基础语法

[地址]s/匹配内容/替换内容/标记

核心技巧：分隔符/可替换为任意单个字符（如#、%、@），当匹配/替换内容中包含/（如路径）时，用其他分隔符可避免大量反斜杠转义，这是日常必用技巧：

# 替换路径，用/做分隔符需转义，繁琐
sed 's/\/home\/test/\/data\/test/' 文件名
# 用#做分隔符，无需转义，简洁
sed 's#/home/test#/data/test#' 文件名

2. s替换核心标记：精准控制替换行为

标记加在最后一个分隔符后，可单个使用或组合使用（如gp、Ig），是s命令的「灵魂」，GNU sed的扩展标记大幅提升实用性：
| 标记 | 类型 | 核心作用 | 实用示例 |
|------|------|----------|----------|
| g | 基础 | 全局替换，默认仅替换每行第一个匹配项 | s/sed/SED/g：每行所有sed都替换为SED |
| 数字（1/2/3...） | 基础 | 仅替换每行第N个匹配项 | s/sed/SED/2：仅替换每行第二个sed |
| p | 基础 | 替换成功后打印该行，需配合-n | sed -n 's/sed/SED/gp'：仅打印替换成功的行 |
| w 文件名 | 基础 | 替换成功后将内容写入指定文件 | s/sed/SED/gw result.txt：替换结果写入result.txt |
| I/i | GNU扩展 | 忽略大小写匹配 | s/hello/你好/I：匹配所有hello/Hello/HELLO |
| M/m | GNU扩展 | 多行模式，^/$匹配换行符前后 | 配合N命令处理跨行匹配 |
| e | GNU扩展 | 将替换结果作为shell命令执行 | 适合动态生成并执行命令 |

3. 替换内容特殊符号：实现高级替换

在「替换内容」中可使用特殊符号，实现引用匹配内容、大小写转换等高级操作，无需重复编写匹配规则，是提升效率的关键：

（1）基础引用符号

• &：引用匹配到的整个文本，适合给匹配内容加前缀/后缀；
• \N：引用正则中第N个\( \)分组的内容（-E扩展正则中无需转义()），适合调整内容顺序、提取指定部分。

示例：

# &：给所有sed加中括号
sed 's/sed/[&]/g' test.txt
# \N：交换Hello和World（-E扩展正则，无需转义()）
echo "Hello World" | sed -E 's/(\w+) (\w+)/\2 \1/'
# 输出：World Hello

（2）大小写转换符号

用于替换内容的格式化，\L/\U持续生效，直到\E结束，\l/\u仅对下一个字符生效，GNU sed专属扩展，非常实用：

• \U：后续内容全部转为大写，\E结束；
• \u：仅下一个字符转为大写；
• \L：后续内容全部转为小写，\E结束；
• \l：仅下一个字符转为小写；
• \E：结束大小写转换。

示例：

echo "hello world" | sed 's/.*/\U&/'  # 全部大写：HELLO WORLD
echo "HELLO WORLD" | sed 's/.*/\L&/'  # 全部小写：hello world
echo "hello world" | sed 's/\w\+/\u&/g'  # 首字母大写：Hello World
echo "Hello World" | sed -E 's/(\w+) (\w+)/\U\1\E \L\2/'  # HELLO world

4. s替换高频实战示例

# 1. 全局替换，忽略大小写，仅打印替换行
sed -n 's/sed/SED/Igp' test.txt
# 2. 仅替换第2-4行的第一个hello为HELLO
sed '2,4s/hello/HELLO/' test.txt
# 3. 替换路径并将结果写入文件
sed 's#/var/log#/data/log#gw log_path.txt' app.conf
# 4. 提取日志中的IP（假设日志格式：2025-01-01 192.168.1.1 GET /）
echo "2025-01-01 192.168.1.1 GET /" | sed -E 's/.*(([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}).*/\1/'

五、sed常用基础命令：速查+实战

除了s替换命令，sed还有一系列单个字母的基础命令，配合地址定位可实现增删改查、行打印、行号显示等功能，简单易记，是处理文本的基础工具集，以下为核心常用命令，附速查和实战示例（均基于test.txt，加-i可原地修改文件）：

关键注意：

1. p命令必须配合-n使用，否则会重复打印内容；
2. y命令的源字符和目标字符长度必须一致，仅支持单个字符的一一替换；
3. 所有命令不加地址时，对所有行生效，使用d命令时需谨慎。

六、sed工作原理：双缓冲区机制（基础→进阶）

如果仅做单行文本处理，掌握以上内容已足够；若要处理多行合并、文本反转、相邻行去重等复杂场景，需理解sed的双缓冲区机制——GNU sed通过两个缓冲区实现数据的临时存储和处理，这是所有进阶用法的核心。

1. 两个核心缓冲区

sed全程基于行循环处理文本，维护两个缓冲区，职责明确：
| 缓冲区 | 中文名 | 核心特性 | 作用 |
|--------|--------|----------|------|
| Pattern Space | 模式空间 | 临时缓冲区，行循环结束后自动清空 | 存储当前读取的行，所有基础命令（s/d/p等）默认操作此空间 |
| Hold Space | 保持空间 | 持久缓冲区，不会自动清空，仅手动操作 | 暂存数据，用于跨行列的数据传递和处理，相当于「临时仓库」 |

2. sed基本处理循环

即使是进阶用法，也基于此基础循环，只是对缓冲区的操作更复杂：

1. 从输入读取一行，去除末尾换行符，写入模式空间；
2. 按sed脚本的顺序，对匹配地址的行执行所有命令（操作模式空间）；
3. 若未指定-n，打印模式空间内容，恢复末尾换行符；
4. 清空模式空间，开始下一次循环，直到输入结束。

3. 操作双缓冲区的进阶命令

通过以下命令可实现两个缓冲区的复制、追加、交换，以及多行处理，这些命令是进阶用法的关键，无需死记硬背，理解作用即可，需要时直接套用示例：

（1）缓冲区互操作命令

（2）多行处理命令

七、sed进阶用法：多行处理+流程控制

基于双缓冲区机制，GNU sed支持多行文本处理和简单流程控制，适用于复杂文本场景，以下为核心场景和实现方式，附可直接套用的示例。

1. 多行文本处理：经典场景与实现

sed默认按单行处理，通过N/D/P配合缓冲区命令，可将多行加载到模式空间统一处理，最经典的场景为合并跨行文本。

示例：处理行尾以=结尾的软换行文本，合并为单行

# 1. 创建测试文件
cat > soft_line.txt << EOF
这是一=
行跨行了的=
文本，需要=
合并为单行
EOF

# 2. 合并命令
sed ':x ; /=$/ { N ; s/=\n//g ; bx }' soft_line.txt
# 输出：这是一行跨行了的文本，需要合并为单行

命令解释：:x定义分支标签，/=$/匹配行尾带=的行，N读取下一行到模式空间，s/=\n//g删除软换行，bx跳回标签x继续循环，直到无匹配行。

2. 分支与流程控制：实现复杂逻辑

GNU sed支持通过标签+分支命令实现简单的流程控制，适用于多条件的复杂脚本，核心命令为标签定义和分支跳转，可配合s命令实现「条件替换」：

1. :标签：定义分支标签，无实际操作，仅作为跳转标记；
2. b 标签：无条件跳转到指定标签，无标签则重启行循环；
3. t 标签：有条件跳转，仅当本次循环中s命令替换成功时，跳转到指定标签；
4. T 标签：有条件跳转，仅当本次循环中s命令未替换成功时，跳转到指定标签。

核心特点：t/T与s命令强绑定，适合实现「匹配替换后继续处理」的逻辑。

八、sed高频实战技巧：一行命令搞定日常需求

融合GNU sed官方推荐用法和实际工作场景，分基础实用和进阶实战，覆盖配置文件处理、日志分析、文本格式化、批量操作等，直接抄作业即可。

1. 基础实用技巧（80%日常场景）

# 1. 打印文件第5-10行（替代head/tail）
sed -n '5,10p' 文件名
# 2. 删除空行和以#开头的注释行（处理配置/日志）
sed '/^$/d; /^#/d' 文件名
# 3. 行首/行尾去空格/制表符（文本格式化）
sed 's/^[ \t]*//'  # 行首去空格
sed 's/[ \t]*$//'  # 行尾去空格
sed 's/^[ \t]*//; s/[ \t]*$//'  # 同时去首尾空格
# 4. 批量注释/取消注释配置文件行
sed '3,8s/^/#/' 配置文件.conf  # 注释3-8行
sed '/listen/s/^#//' 配置文件.conf  # 仅取消含listen的行的注释
# 5. 原地替换并生成备份（安全修改文件）
sed -i.bak 's/abc/123/g' 文件名  # 替换后生成文件名.bak备份
# 6. 统计文件行数（替代wc -l）
sed -n '$=' 文件名
# 7. 所有行尾加分号（编程配置格式化）
sed 's/$/;/' 文件名
# 8. 给文件所有行加行号
sed = 文件名 | sed 'N;s/\n/ /'

2. 进阶实战技巧（复杂场景）

# 1. 文本去重（仅相邻行，替代uniq）
sed '$!N; /^\(.*\)\n\1$/!P; D' 文件名
# 2. 给文件首行添加版权头（GNU扩展0，首行前添加）
sed -i '0r copyright.txt' *.c  # 从文件读取版权头内容
sed -i '1i/* Copyright (C) 2025 */' *.c  # 直接添加文本
# 3. 反转文件行顺序（替代tac，基于双缓冲区）
sed -n '1!G; $p; h' 文件名
# 4. 批量重命名文件（配合ls/sh，将.txt改为.md）
ls *.txt | sed 's/\(.*\)\.txt/mv & \1.md/' | sh
# 5. 提取配置文件中的键值对（如key=value，仅打印value）
sed -E 's/^[a-zA-Z0-9_]+=(.*)/\1/' config.conf
# 6. 删除文件中最后一行
sed '$d' 文件名
# 7. 将文件中所有字母转为小写
sed 's/.*/\L&/' 文件名