Linux中grep下令功能及用法详解

一、功能先容

grep（全称是：Global Regular Expression Print）是 Linux/Unix 体系中文本处理惩罚的重要工具，是一个强盛的下令行工具，其通过正则表达式（或平凡字符串）在文件或标准输入中搜索模式，并输出匹配的行到控制台。
grep下令的核心功能和用途主要有以下几点：
1、文本搜索：基于模式（字符串或正则表达式）在文件、输入流或多级目录中搜索内容。
2、模式过滤：支持正向匹配（显示匹配行）和反向匹配（排除匹配行）。
3、上下文展示：输出匹配行及其前后多少行（调试日志场景常用）。
4、统计与定位：统计匹配次数、显示行号、仅输出文件名等。
5、递归操纵：跨目录层级搜索文件。
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二、语法

1. grep [选项] 模式 [文件/目录...]
2. grep [选项] PATTERN [FILE...]

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语法中：
PATTERN指要搜索的模式，可以是字符串或正则表达式。
文件/目录是要搜索的文件或目录。如果未指定文件，grep 将从标准输入读取数据。
三、选项参数先容

1） -i：搜索时忽略大小写，默认情况区分大小写。

1. grep -i pattern files ：不区分大小写的搜索。
2. grep pattern filename：在文件filename中搜索pattern。

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2）-v：反向匹配，输出不匹配的行

1. grep -v "debug" test.txt

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3）-n：显示匹配行的行号，

1. grep -n "debug" test.txt

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4）-c：统计匹配行数（非具体内容）

1. grep -c "info" test.txt

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5）-w ：只匹配整个单词，而不是字符串的一部分(如匹配‘info’，而不是‘info2’)

1. grep -w "info" test.txt

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6）-r / -R ：递归地搜索指定目录及其子目录，

1. grep -r "function" ./src/

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7）-l ：仅显示包含匹配项的文件名，

1. grep -l pattern files ：只列出匹配的文件名
2. grep -L pattern files ：列出不匹配的文件名

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8）-e 模式：指定多个模式（逻辑"或"）

1. grep -e "error" -e "warn" log.txt

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利用该下令搜索出文件中能部分匹配到error或warn的全部内容。

9）-A NUM：显示匹配行及其后 NUM 行（After Context）

1. grep -A 2 "crash" debug.log

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10）-B NUM：显示匹配行及其前 NUM 行（Before Context）

1. grep -B 3 "exception" trace.log

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11）-C NUM：显示匹配行及其前后各 NUM 行（Context）

1. grep -C number pattern files

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匹配的上下文分别显示[number]行
12）-E：启用扩展正则表达式（同 egrep）

1. grep -E "error|warn" app.log

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13）-F：禁用正则，按字面值匹配（同 fgrep，得当纯字符串）

1. grep -F ".*" file（匹配 .* 字符串）  

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14）–color=auto：高亮匹配内容，

1. alias grep='grep --color=auto'      

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15）–include：指定匹配的文件类型（需递归）

1. grep -r --include="*.cpp" "main" ./  

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16）–exclude：排除特定文件类型

1. grep -r --exclude="*.tmp" "warn" /tmp/*，排除后缀为.tmp"的文件

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四、用法示例

1）搜索包含 “error” 或 “critical” 的行，显示行号和上下文

1. grep -n -C 2 -E "error|critical" /var/log/syslog

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2）统计 Nginx 日志中 404 状态码出现的次数

1. grep -c " 404 " /var/log/nginx/access.log

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3）递归搜索 Python 代码中未完成的 TODO 注释

1. grep -rnw --include="*.py" "TODO" ./src/

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4）查抄正在运行的 Java 进程

1. ps aux | grep "[j]ava"   

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利用 [j] 制止匹配到grep自身
5）监控实时日志中的非常（tail -f 连续输出）

1. tail -f /var/log/app.log | grep --color "Exception"

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6）提取 CSV 文件中第 3 列为 “success” 的行

1. grep -E "^([^,]*,){2}success," data.csv

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7）过滤空行和注释行（假设注释以 开头）

1. grep -v -E "^$|^" config.conf

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8）与 find 一起利用

1. find /var/log -name "*.log" -exec grep "error" {} +

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9）与 awk/sed 管道处理惩罚

1. grep "data" file.txt | awk '{print $2}' | sed 's/old/new/'

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10）多文件操纵并行搜索（需 xargs 或 parallel）：

1. find . -name "*.txt" | xargs grep -H "pattern"   -H 显示文件名

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五、grep中正则表达式用法先容

grep在用于查找文本文件中的特定内容时，常搭配正则表达式一起利用。

• 基本正则表达式（BRE，默认模式）
  

1. .：匹配任意单个字符（换行符除外），a.c → "abc", "a1c"  
2. ^：匹配行首，^start → 行首为 "start"
3. $：匹配行尾，end$ → 行尾为 "end"   
4. []：匹配字符集合中的任意一个字符，[aeiou] → 任意元音字母
5. [^]：匹配不在字符集合中的任意字符，例如： [^0-9] → 非数字字符   
6. *：前一个字符匹配 0 次或多次，例如： go*gle → "ggle", "google"
7. \{n,m\}   前一个字符匹配 n 到 m 次   a\{2,4\} → "aa", "aaa", "aaaa"
8. \：转义特殊字符（如 \$ 匹配美元符号），例如：\$10 → "$10"        

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• 扩展正则表达式（ERE，-E 选项启用）
  

1. +：前一个字符匹配1次或多次，例如：go+gle→"gogle","google"（不匹配"ggle"）
2. ?：前一个字符匹配0次或1次，例如：colou?r→"color","colour"
3. | ：逻辑或（匹配多个模式之一）例如：error|warn→"error"或"warn"
4. ()：分组表达式，例如：(ab)+→"ab","abab"
5. {n,m}：匹配次数范围（无需转义），例如：a{2,4}→"aa","aaa","aaaa"

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3、正则实战示例

1. ls -l | grep '^a' 通过管道过滤ls -l输出的内容，只显示以a开头的行。
2. grep 'test' d* 显示所有以d开头的文件中包含test的行。
3. grep 'test' aa bb cc 显示在aa，bb，cc文件中匹配test的行。
4. grep '[a-z]' aa 显示所有包含每个字符串至少有5个连续小写字符的字符串的行。
5. grep 'w(es)t.*' aa 如果west被匹配，则es就被存储到内存中，并标记为1，然后搜索任意个字符(.)，这些字符后面紧跟着另外一个es()，找到就显示该行。如果用egrep或grep -E，就不用""号进行转义，直接写成’w(es)t.'就可以了。
6. 匹配 IP 地址：grep -E "([0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}" log.txt
7. 匹配邮箱地址：grep -E "[a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,}" users.csv

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六、Linux中grep下令的安装

在大多数 Linux 的发行版（如：RedHat、Debian/Ubuntu、Centos等）中，grep 是一个预装的核心工具，通常无需手动安装。但如果因特殊原因缺失，则必要用户手动安装。
1、查抄是否已安装

在终端运行以下下令，若输出版本信息则已安装：

1. grep --version

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或查看安装路径（默认 /usr/bin/grep）

1. which grep

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出现以下结果则表现体系中已安装grep工具。

2、安装方法

Linux体系的不同发行版中，grep下令的安装方法不同。下面按照发行版的分类举行先容。
1）Debian/Ubuntu 及衍生体系

1. sudo apt update          更新软件源
2. sudo apt install grep    安装/重新安装

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2）RHEL/CentOS/Fedora

1. CentOS 7 或更早版本中，使用：sudo yum install grep
2. CentOS 8+/Fedora中，使用：sudo dnf install grep   

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3）Arch/Manjaro

1. sudo pacman -Sy grep     同步仓库并安装

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4）openSUSE

1. sudo zypper install grep

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5）Alpine Linux

1. sudo apk add grep        Alpine 使用 musl 库

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6） Docker 容器中安装grep
某些底子镜像（如 alpine、scratch）大概未预装 grep，需在 Dockerfile文件中显式安装，在Dockerfile文件中加以下两行指令：

1. FROM alpine
2. RUN apk add grep

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7）源码编译安装
这种安装方式仅当包管理器不可用时可考虑利用，不推荐这种方式。

1. 下载源码：wget http://ftp.gnu.org/gnu/grep/grep-3.11.tar.xz  
2. tar -xf grep-3.11.tar.xz
3. cd grep-3.11
4. ./configure
5. make
6. sudo make install

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3、验证安装

安装完成后，可通过以下下令查抄是否安装乐成及安装的版本信息。

1. grep --version
2.       grep -E 'test' /etc/os-release   测试扩展正则（等效 egrep）

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