Opis języka AWK*
Tomasz Przechlewski
[* Poszerzona i poprawiona wersja tekstu: B. Lichoński
i T. Przechlewski, AWK -- opis języka
z przykładami BLTP.
]
Spis treści
Wprowadzenie
System UNIX wyposażony jest w wiele narzędzi wspomagających pracę
użytkowników. AWK jest jednym ze standardowych narzędzi tego
systemu, choć implementacje AWK znaleźć można niemal na każdej
platformie systemowej. Nazwa AWK pochodzi od inicjałów jego
twórców: Alfreda V. Aho, Petera J. Weinbergera i Briana W. Kernighana.
W jednym zdaniu można powiedzieć, że AWK służy do transformacji
danych tekstowych. Istotą działania AWK jest przetwarzanie pliku
lub plików wejściowych według zadanego zbioru reguł, generując
strumień danych wyjściowych, czy też plików wyjściowych.
Każdy program języka AWK składa się z dowolnej
liczby par
[W przykładach programów fragmenty,
które oznaczają pewne pojęcia, a nie konkretne konstrukcje języka
oznaczono kursywą,
np.: instrukcja oznacza każdą instrukcję
AWK.]:
wzorzec { akcja }
Wzorzec
jest wyrażeniem logicznym, które może być prawdziwe (wówczas
wykonywana jest akcja)
lub fałszywe (akcja nie
jest wykonywana). Akcja jest zawsze zawarta
pomiędzy parą nawiasów { i }.
AWK może być wywołany na wiele sposobów. Jeżeli program jest krótki,
to najprościej jest umieścić go pomiędzy znakami
pojedynczego cudzysłowa w linii poleceń,
w następujący sposób (w systemach DOS/MS Windows zamiast cudzysłowa pojedynczego
należy użyć cudzysłowa maszynowego "):
awk 'program' plik1 plik2 ...
Kiedy program jest długi wygodniejsze jest jego umieszczenie
w oddzielnym pliku; w tym wypadku uruchomienie programu wygląda
następująco (program
oznacza nazwę pliku zawierającego program):
awk -f program plik1 plik2 ...
Program w języku AWK może zawierać wiele par
wzorzec{
akcja }. AWK czyta po kolei
wiersze z pliku1,
pliku2 itd. dla
wszystkich plików, których nazwy podano w linii poleceń. Pliki te są
modyfikowane według programu z pliku
program, tj. dla
każdego wiersza z każdego z plików wejściowych obliczane są kolejne
wzorce (w kolejności ich występowania w programie) i wykonywane
akcje. Przykład 1 [Usuwanie pustych wierszy] pokazuje program
wykorzystujący 2 wzorce. Uwaga: Przykładowe programy mogą zawierać
konstrukcje w danym momencie jeszcze nie omówione.
Jeżeli coś jest niezrozumiałe, czytaj dalej, a po lekturze całego
tekstu wróć do tego miejsca -- wszystko powinno być jasne.
Uwaga 2: Przedstawione przykłady programów są gotowe do uruchomienia
w systemach Unix/Linux natomiast w systemach DOS/MS Windows wymagają
czasami modyfikacji, np. zamiany znaków ' na
" czy zastąpienia skryptów shellowych
odpowiednimi plikami .bat.
Przed przedstawieniem bardziej szczegółowych informacji o języku
wymienimy kilka podstawowych reguł składni AWK:
-
kolejne pary ,,
wzorzec {
akcja }'' muszą być oddzielone
średnikami lub znakami nowego wiersza;
-
akcje mogą składać się z wielu poleceń, które muszą być oddzielone
średnikami lub znakami nowego wiersza;
-
wzorzec lub akcja może zostać pominięty. W wypadku braku
wzorca akcja zostaje wykonana dla każdego wiersza
pliku wejściowego. Jeżeli pominiemy akcję, to AWK zastosuje akcję
domyślną, jaką jest wydrukowanie wiersza z pliku wejściowego (czyli
{ print $0 } w składni AWK).
Uwagi:
Ponieważ zarówno wzorzec
jak i akcja są opcjonalne,
to stosowanie następującego stylu programowania:
wzorzec
{
akcja
}
jest błędem, gdyż powyższy zapis jest interpretowany jako dwie pary
wzorzec-akcja. Pierwszy wiersz jest interpretowany jako
wzorzec nie posiadający
jawnie wyspecyfikowanej
akcji, co oznacza
wydrukowanie wszystkich wierszy z pliku wejściowego, dla których
wartością logiczną
wzorca jest prawda.
Trzy następne wiersze są natomiast interpretowane jako
akcja bez jawnie
podanego wzorca, co powoduje, że będzie ona wykonywana dla
każdego kolejnego wiersza z pliku wejściowego. Jeżeli ktoś
lubi tego typu styl pisania programów, to musi umieścić otwierający
nawias { w jednym wierszu z odpowiadającym mu
wzorcem.
Jest wiele interpretatorów AWK. W systemach uniksopodobnych są
dostarczane razem z systemem. Istnieją też wersje ogólnodostępne,
takie jak:
gawk -- firmowany
przez Free Software Foundation czy
mawk
Michaela Brennana. Różne implementacje AWK
nie są w 100% kompatybilne ze sobą
a ponadto wiele z nich posiada rozszerzenia w stosunku do standardu
(za standard przyjmujemy opis
z AhoetAll). W niniejszym tekście przedstawiono
standard AWK i rozszerzenia interpretatora gawk w wersji 3.*.
Doświadczenia autora wskazują, że komercyjne implementacje AWK
są gorsze niż gawk. Przykładowo
maksymalna liczba pól w rekordzie albo maksymalna długość rekordu
w znakach może być śmiesznie mała (np. 99 pól w rekordzie). Z tego
względu zachęcam do zainstalowania i posługiwania się gawk-iem także
w systemach, w których znajduje się inna implementacja AWK.
Zainstalowanie gawk-a ze źródeł jest w większości systemów
uniksowych bardzo proste (naprawdę!). Oczywiście w skład systemu
GNU/Linux standardowo wchodzi gawk zatem problem z głowy.
Użytkownicy systemów DOS czy Microsoft Windows, których producent
oczywiście nie dołącza AWK, muszą samodzielnie skopiować ,,z sieci''
i zaistalować gawk-a (lub mawk-a). Kopiujemy gotowe pliki
wykonywalne ponieważ ich samodzielne kompilowanie nie jest prostą
rzeczą w systemie DOS/MS Windows.
Uwagi:
Funkcje, zmienne wbudowane oraz inne konstrukcje poszerzające
możliwości standardowego AWK zostały w tekście wyróżnione za
pomocą znaku *.
Struktura pliku wejściowego
Dla AWK dane wejściowe składają się
z rekordów, które rozdzielone są separatorami
RS. Standardowo
rekordem jest cały wiersz, czyli separatorem jest
znak końca wiersza.
Rekordy podzielone są na pola, które rozdzielone
są separatorami pól FS. Domyślnie
separatorami pól są odstępy, tj. znaki spacji i/lub tabulacji.
Poniżej zamieszczono zawartość pliku wina.txt,
którego każdy wiersz zawiera: nazwę wina, symbol kraju-producenta,
kolor, smak, cenę w złotych oraz liczbę butelek sprzedanych, na
przykład w ostatnim miesiącu:
Chardonnay Lyngrove RPA białe wytrawne 95.00 131
Cabernet Sauvignon Merlot Lyngrove RPA czerwone wytrawne 95.00 58
Baron De France Fra białe wytrawne 25.00 289
Anjou Blanc Chenin Fra białe wytrawne 33.00 392
Anjou D'rose Fra różowe półwytrawne 33.00 207
Anjou Rouge Cabernet Fra czerwone półwytrawne 33.00 266
Bordeaux Graveschateau Saint Galier Fra białe wytrawne 89.00 144
Marquis De Chasse 1996 Fra czerwone wytrawne 55.00 229
Don Kichot Tinto Spa czerwone półwytrawne 25.00 360
Rioja Miralcampo Spa czerwone wytrawne 62.00 210
Rioja Miralcampo Spa białe wytrawne 62.00 179
Sherry Rich Cream Spa czerwone słodkie 109.00 55
Sole D'italia Ita czerwone wytrawne 25.00 666
Valpolicella Ita czerwone wytrawne 45.00 370
Chianti Villa Bellafonte Ita czerwone wytrawne 68.00 131
Asti Spumante Docg Ita białe półsłodkie 51.00 207
Moscato Spumante Vsq Ita białe słodkie 26.00 629
Ponieważ nazwa wina składa się z wielu wyrazów, liczba pól
w poszczególnych rekordach jest zmienna, np. pierwszy wiersz zawiera 7
pól, drugi 9 pól, trzeci 8 pól, itd.
RS
i FS są zmiennymi,
a więc można im nadać wartość. Przykładowo, jeśli zmiennej
FS nadamy wartość `;', to
separatorami pól będą znaki `;' a nie spacje
i tabulatory. Wartością zmiennej FS może być
dowolne wyrażenie regularne.
W akcjach i wzorcach do wartości pól można się odwoływać za pomocą
zmiennych postaci
$nr-pola. Tak więc
$1 to pierwsze pole rekordu, $2
drugie itd. $0 oznacza cały rekord. Wbudowana
zmienna NF przechowywuje
liczbę pól bieżącego rekordu, stąd $NF to zmienna
zawierająca zawartość ostatniego pola (w każdym rekordzie).
Przykładowo w pliku wina.txt zmienna
$NF zawiera wielkość sprzedaży każdego gatunku
wina. Dla pierwszego z win $1 zawiera napis
"Chardonnay" a $2 napis
"Lyngrove". Dla drugiego wiersza wartością
$1 będzie "Cabernet"
itd. Ponieważ liczba wyrazów w nazwie wina jest nieustalona, wydawać
by się mogło, że dotarcie do odpowiednich informacji w każdym wierszu
może być skomplikowane, ale tak nie jest, bo pola można także liczyć
od końca. Zapis $(NF-1) oznacza pole
przedostatnie, $(NF-2) drugie
od końca itd. Nawiasy okrągłe są tutaj obowiązkowe, a ich brak zmienia
znaczenie takiej konstrukcji, więcej szczegółów jest
w punkcie Zmienne przechowujące zawartości pól.
Plik wina.txt był jednorodny w tym sensie, że
każdy rekord (wiersz) zawierał informację o jednym gatunku wina.
Często można mieć do czynienia z plikami, które zawierają różne
rekordy, np. poniżej przedstawiono plik
tdf2000.txt zawierający zestawienie wszystkich
podjazdów o nachyleniu większym od 5% na alpejskich etapach
wyścigu Tour de France '2000:
**** Tour de France *** 1/07/2000 -- 23/07/2000 *** 3630km *****
Nazwa góry/przełęczy Dystans Początek Szczyt Różnica Długość
----------------------------------------------------------------
Etap 14: Draguignan--Briancon
Col d'Allos 127.5 1432 2250 818 13.4
Col de Vars 177.5 1401 2109 708 10.4
Col d'Izoard 249.5 1345 2361 1016 14.1
Etap 15: Briancon--Courchevel
Col du Galibier 33.0 2065 2645 580 8.4
Col de la Madeleine 110.5 456 2000 1544 19.3
Monte de Courchevel 173.5 602 2004 1402 17.3
Etap 16: Courchevel--Morzine
Col des Saisies 80.0 668 1650 982 15.1
Col des Aravis 106.5 973 1498 525 8.2
Col de la Colombiere 131.0 922 1618 696 11.6
Col de Chatillon 158.0 478 733 255 4.9
Col de Joux-Plane 196.5 692 1700 1008 12.0
W tym przypadku w pliku znajdują się następujące grupy rekordów:
nagłówek (wiersze 1--3), określające etap, zawierające dane o każdej
górze (nazwa, dystans od startu w kilometrach, wysokość w metrach
n.p.m. podnóża i szczytu, różnica poziomów oraz długość podjazdu
w kilometrach) i puste wiersze separujące.
Do plików wina.txt oraz tdf2000.txt
będziemy często wracać w przykładach zamieszczonych w dalszej
części tekstu.
Skrypty wykonywalne
Za pomocą mechanizmu znaków #! umieszczonych jako
dwa pierwsze znaki w pliku możliwe jest uruchamianie programów
AWK-owych, tak jakby były programami wykonywalnymi (w systemach
uniksowych, nie w DOS/MS Windows!). Jeżeli przykładowo umieścimy
w pliku pr10 następujący kod:
#!/usr/bin/awk -f
NR <= 10
to, po nadaniu plikowi prawa do wykonywania (za pomocą
chmod), możemy uruchamiać program pisząc
po prostu:
pr10 plik.
(Program drukuje pierwsze 10 wierszy
pliku.)
Wzorce
Wzorce służą do wyznaczenia tych wierszy tekstu, dla których wykonane
mają być odpowiednie akcje. W ogólnym wypadku wzorzec może być
kombinacją wyrażeń logicznych i wyrażeń regularnych. Ponieważ wzorce
są wyrażeniami logicznymi, dozwolone są operatory logiczne:
&&, ||,
! oraz nawiasy. Istnieją dwa specjalne wzorce
o nazwie BEGIN i END. Oto
ogólna specyfikacja wzorców:
Wzorce
-
-
BEGIN{akcja}
akcja jest wykonywana przed otwarciem
pliku wejściowego.
-
-
END{akcja}
akcja
jest wykonywana po zamknięciu pliku (plików) wejściowego.
-
-
wyrażenie{akcja}
akcja jest
wykonywana za każdym razem gdy wartość
wyrażenia jest
równa prawda, tj. jest niezerowa (dla wyrażeń
numerycznych) lub niepusta (dla napisów).
-
-
/wyrażenie-regularne/{akcja}
akcja jest
wykonywana za każdym razem gdy wiersz z pliku wejściowego zawiera
ciąg znaków pasujący do
wyrażenia-regularnego.
-
-
wzorzec-złożony{akcja}
wzorzec złożony to kombinacja
logiczna dowolnych warunków. Można stosować operatory
&& (koniunkcja), ||
(alternatywa), ! (negacja) oraz
nawiasy. Por. Wzorzec złożony.
-
-
wzorzec1,
wzorzec2{akcja}
akcja jest wykonywana dla wszystkich wierszy od wiersza
zawierającego
wzorzec1 do wiersza
zawierającego
wzorzec2 (łącznie
z tymi wierszami).
Wzorzec oznacza
wyrażenie bądź
wyrażenie-regularne.
Wzorce BEGIN i END nie mogą
być częścią wzorca złożonego. Podobnie częścią wzorca złożonego
nie może być wzorzec z przecinkiem.
BEGIN/END
Wzorzec BEGIN nie
pasuje do żadnego wiersza z pliku wejściowego, a odpowiadająca mu
akcja jest wykonywana przed przeczytaniem przez AWK pierwszego
znaku z tego pliku. Podobnie instrukcje wzorca
END wykonywane
są po przeczytaniu wszystkich znaków pliku wejściowego. Możliwe
jest umieszczenie wielu wzorców BEGIN
i END w programie AWK-owym; są one wtedy
wykonywane po kolei. Zwyczajowo wzorce BEGIN
są umieszczane na początku a END na końcu
pliku.
Jednym z najczęstszych sposobów użycia BEGIN jest
zmiana domyślnego sposobu w jaki AWK dzieli wiersze z czytanego
pliku na pola. Wbudowana zmienna FS definiuje
napis-separator pól w rekordzie. Domyślnie pola oddzielone są znakami
spacji lub/i tabulacji (FS=" "). Przy uruchomieniu
programu zawierającego tylko wzorce BEGIN AWK nie
oczekuje w linii poleceń nazwy żadnego pliku wejściowego,
por. przykład 17 [Wyświetlanie dużych plików].
Wyrażenie
Wzorcami mogą być wyrażenia arytmetyczne lub napisowe. Odpowiednia
akcja jest wykonywana
za każdym razem gdy takie
wyrażenie ma wartość
różną od zera lub od napisu pustego. Przykładowo:
$(NF-4) == "Fra" { print $0 } # Wydrukuj wina francuskie
w powyższym wierszu, który jest kompletnym programem AWK-owym,
wyrażeniem we wzorcu jest porównanie czwartego pola od końca wiersza
z napisem "Fra". Jeżeli napisy są identyczne to
wartością wyrażenia jest prawda i AWK wykonuje akcję -- drukuje cały
wiersz. Zgodnie z tym co już powiedziano, tego typu akcja jest
wykonywana domyśnie -- jeżeli nie podano innej, zatem program
można zapisać jeszcze krócej:
$(NF-4) == "Fra" # Wydrukuj wina francuskie
Przykładem wzorca zawierającego wyrażenie arytmetyczne może być
wydrukowanie tych gatunków win, na których obrót był większy od
10 tys. zł:
$NF * $(NF-1) > 10000 # Wydrukuj najlepiej kupowane
Uwagi:
Znak # rozpoczyna
komentarz
-- wszystko od znaku # do końca wiersza jest przez
AWK ignorowane.
Wzorzec regularny
Wzorzec regularny to wyrażenie
regularne ujęte w parę znaków /. Podstawowe
sposoby użycia wzorca regularnego to:
-
-
/r/
Pasuje do bieżącego wiersza z pliku wejściowego
jeżeli zawiera ona podnapis pasujący do wyrażenia regularnego
r.
-
-
wyrażenie ~
/r/
Pasuje do napisu będącego wartością
wyrażenia jeżeli
zawiera on podnapis pasujący do wyrażenia regularnego
r. Zapis
/r/ jest równoważny
formie $0 ~ /r/.
-
-
wyrażenie !~
/r/
Pasuje do napisu będącego wartością
wyrażenia jeżeli
nie zawiera on podnapisu pasującego do
wyrażenia regularnego
r.
Wyrażenia regularne mogą być pomocne w rozwiązaniu problemu
wydrukowania win wytrawnych i półwytrawnych:
$(NF-2) ~ /wytrawne/ # wydrukuj coś wytrawnego
AWK wydrukuje każdy wiersz, którego trzecie od końca pole zawiera
napis wytrawne. W tym przykładzie zysk jest
niewielki, zamiast $(NF-2) ~/wytrawne/ można
zapisać:
$(NF-2) == "wytrawne" # wydrukuj wytrawne
$(NF-2) == "półwytrawne" # ... i półwytrawne
ale w ogólnym przypadku wyrażenia regularne potrafią znakomicie
ułatwić pracę.
Wzorzec złożony
Wzorzec złożony to wyrażenie złożone
z wzorców i operatorów logicznych ||,
&&, !. Wzorzec złożony
pasuje do bieżącego wiersza z pliku wejściowego jeżeli wartością
wyrażenia jest prawda (czyli jest niezerowa lub
niepusta). Poniższy przykład:
$(NF-2) == "wytrawne" || $(NF-2) == "półwytrawne" # coś wytrawnego
pokazuje wzorzec złożony i jednocześnie potwierdza, że najlepiej do
rozwiązania problemu drukowania win wytrawnych korzystać
z wyrażeń regularnych.
Inny przykład wzorca złożonego pozwoli nam rozwiązać problem
wydrukowania win francuskich, na których obrót był większy od
10 tys. zł:
$(NF-4) == "Fra" && $(NF-1) * $NF > 10000
Wzorzec z przecinkiem
Pasuje do wszystkich wierszy, od wiersza pasującego do
wzorca1 do wiersza
pasującego do wzorca2
(łącznie z tymi wierszami). Jeżeli w pliku po raz kolejny pojawi się
wzorzec1, to znowu
pasują wszystkie wiersze aż do napotkania
wzorca2. Jeżeli AWK
nie znajdzie wzorca2, to
pasują wszystkie wiersze aż do końca pliku. Jeżeli w pliku nie ma
wzorca1, to nie pasuje
żaden wiersz z tego pliku. Przykładowo wykonanie poniższego programu
spowoduje wydrukowanie wierszy o numerach od 4 do 14 z pliku
tdf2000.txt:
$3 ~ /Briancon/, $3 ~ /Morzine/
Jeżeli wykonamy następujący program:
$3 ~ /Draguignan/, $3 ~ /Briancon/
to powstaje pytanie czy na wydruku otrzymamy tylko
jeden wiersz (zawiera
"Draguignan" i jednocześnie zawiera
"Briancon") czy też sześć
wierszy (od 4 do 9; dziewiąty też zawiera słowo
"Briancon") z pliku
tdf2000.txt? Otóż AWK po sprawdzeniu, że
wiersz pasuje do wzorca1
sprawdza ten sam wiersz, czy aby nie pasuje on do
wzorca2, co powoduje, że
w takim wypadku drukowany jest tylko ten wiersz. Gdyby AWK działał
tak jak program sed, tj. po dopasowaniu
wiersza do wzorca1,
dopasowywał wzorzec2 do
następnego i kolejnych wierszy wtedy na wydruku pojawiłoby się
6 wierszy.
Wyrażenia regularne
Wyrażenia regularne to wyrażenia umożliwiające specyfikowanie
klas napisów. O napisie należącym do tej klasy
mówimy, że pasuje do wyrażenia regularnego.
Wyrażenia regularne są konstruowane z następujących elementów:
,,normalnych znaków'' (wszystkie litery, cyfry, większość pozostałych
znaków) oraz metaznaków \, ^,
$, ., [,
], |, (,
), *, +,
?. Poniższa tabela przedstawia poszczególne
elementy wyrażeń regularnych, według malejącej kolejności wykonywania:
| Wyrażenia regularne |
| Wyrażenie | Znaczenie |
(r) | r
(nawiasy służą do grupowania wyrażeń) |
c | znak nie będący metaznakiem |
\c | znak sterujący albo znak/metaznak c |
^ | początek napisu |
$ | koniec napisu |
. | dowolny znak |
[ab...] | dowolny ze znaków a,
b... |
[^ab...] | dowolny ze znaków oprócz a,
b... |
r* | zero lub więcej powtórzeń r |
r+ | jedno lub więcej powtórzenie r |
r? | zero lub jedno powtórzenie
r |
r1|r2 | r1
lub r2
(r oznacza wyrażenie regularne) |
Do grupy znaków wewnątrz nawiasów klamrowych pasuje jeden dowolny znak
z tej grupy. Wewnątrz nawiasów klamrowych
wszystkie znaki oprócz \,
- i ^ tracą swoje
metaznaczenie. Przykładowo: [...] oznacza trzy
kropki a nie trzy dowolne znaki.
Zapis [a-z] oznacza zakres czyli
jeden znak od a do z, przy czym
obowiązuje kolejności kodów ASCII. Zatem specyfikacja
[0-9] jest równoważna
[0123456789], zaś [A-Da-d]
oznacza [ABCDabcd]. Jeżeli znak
- jest pierwszym znakiem w grupie, wtedy jest
traktowany literalnie, tj. [-+] oznacza albo minus
albo plus podczas gdy [+-] jest błędem -- AWK
oczekuje końca zakresu znaków.
Dopełnieniem grupy lub zakresu znaków jest grupa lub zakres
poprzedzona znakiem ^ (bezpośrednio po otwierającym
nawiasie [). Przykładowo specyfikacja
[^0-9] oznacza jeden dowolny znak ale
nie cyfrę; [^A-ZĄĆĘŁŃÓŚŹŻ] dowolny znak
nie będący dużą literą. Znak ^ jest traktowany
literalnie jeżeli nie rozpoczyna grupy. Na przykład
^[^^] pasuje do każdego znaku
oprócz znaku ^ na początku
napisu.
Nawiasy okrągłe służą do grupowania i -- podobnie jak w wyrażeniach
arytmetycznych -- posiadają najwyższy priorytet wykonania.
Przykładowo:
/(Ali|ali)(baba|gator)/
pasuje do następujących napisów:
"Alibaba", "Aligator",
"alibaba", oraz "aligator".
Zwróćmy uwagę, że ponieważ operator | ma najniższy
priorytet wykonywania możemy pisać (Ali|ali) a nie
((Ali)|(ali)).
Znaki sterujące, zapisujemy w konwencji języka C. Są to:
\a (dzwonek, alarm),
\b (znak cofnięcia,
backspace), \f (znak końca
strony, form feed),
\n (przejście do nowego wiersza, new
line), \r (carriage
return), \t (znak tabulacji). Ponadto
znak \\ oznacza \, zaś każdy
znak możemy zapisać przy pomocy kodu ósemkowego używając konwencji
\cyfracyfracyfra.
AWK zawsze dopasowuje do wyrażenia regularnego
najdłuższy z możliwych napisów, rozpoczynając dopasowywanie od lewej
strony, tak szybko jak to jest możliwe. Poszczególne operatory
powtórzeń (+, *,
?) dopasowują napis tak długo jak to jest możliwe.
Przykładowo niech plik zawiera następujący krótki tekst:
<tr align="left"><td>Chardonnay Lyngrove</td><td>RPA</td></tr>
Jaki napis zostanie dopasowany do wyrażenia regularnego
/<.+>/? Na pierwszy rzut oka mogłoby się
wydawać, że <tr align="left">, ale nie jest
to prawdą: dopasowany zostanie cały wiersz, gdyż jest to najdłuższy
z możliwych pasujących napisów zaczynających się od
< a kończących >.
Rozpatrzmy kolejny przykład. Jaki napis zostanie dopasowany do
wyrażenia: /C*/? Odpowiedź, że napis
rozpoczynający się od C w słowie
Chardonnay do końca wiersza jest błędna.
AWK dopasuje się jedynie do napisu o zerowej długości na początku wiersza.
Tak się stanie ponieważ 0 powtórzeń C jest
poprawnym punktem startu a kolejny znak nie jest już dużą literą
C -- dopasowywanie jest kończone
z wynikiem 0 C.
Przykład 3: Wysokie góry
Rozważmy z kolei jak można z pliku tdf2000.txt
wydrukować szczyty o różnicy poziomów większej od 1 km. Nie można po
prostu napisać $(NF-1) > 1000 ponieważ nie
wszystkie rekordy zawierają w przedostatnim polu różnicę poziomów. Na
przykład w pierwszym wierszu przez zupełny przypadek
$(NF-1) jest równe 3630. Zresztą napotkanie
pustego wiersza spowoduje błąd fatalny i przerwanie wykonywania
programu ponieważ w AWK nie wolno
odwoływać się do ujemnych numerów pól. Oczywistym rozwiązaniem jest
wyspecyfikowanie akcji dla każdego rodzaju rekordu: nagłówka, nagłówka
etapu, góry i pustego:
NR==1, /^-+[ \t]*$/ { next } # Pomiń nagłówek,
NF < 1 { next } # puste wiersze
/^Etap[ \t]+[0-9]+:/ { next } # oraz nagłówki etapów
$(NF-1) > 1000 # Wydrukuj podjazd o różnicy > 1000
Wykorzystana w powyższym programie, jeszcze nie omawiana, instrukcja
next
(por. punkt Instrukcje sterujące) powoduje: przerwanie
wykonywania programu, wczytaniu następnego rekordu ze strumienia
danych wejściowych a następnie rozpoczęcie wykonywania programu od
początku, tj. od pierwszej pary wzorzec-akcja.
Kluczowe znaczenie w powyższym programie ma kolejność poszczególnych
par wzorzec-akcja, dzięki której wzorzec
$(NF-1) > 1000 ,,widzi'' tylko wiersze z danymi
o górach, pozostałe zaś są po drodze ,,odcedzane''.
|
Napisy jako wyrażenia regularne
Zwykle wyrażenia regularne zapisywane są jako ciągi znaków
umieszczone pomiędzy znakami ciachów. Możliwe jest też używanie
napisów jako wyrażeń regularnych. Wszędzie tam gdzie AWK
oczekuje pojawienia się wyrażenia regularnego (jak, np. po prawej
stronie operatorów ~ i !~)
umieszczone tam wyrażenie zostanie przekształcone a następnie
zamienione na napis, który będzie interpretowany jako
wyrażenie regularne. Przykładowo, poniższy program:
BEGIN {cyfry="^[0-9]+$" }; $0 ~cyfry
wydrukuje wszystkie wiersze, które zawierają wyłącznie liczbę całkowitą
(bez znaku).
Ponieważ wyrażenia napisowe mogą być łączone (por. punkt Operatory napisowe), wyrażenie regularne może być konstruowane
dynamicznie z części składowych. Przykładowo poniższy program:
BEGIN {znak ="[-+]?"; cyfra="[0-9]+"; liczba = "^" znak cyfra "$"}
$0 ~ liczba
może służyć do wydrukowane wszystkich wierszy z pliku, które zawierają
wyłącznie liczbę całkowitą ze znakiem:
Uwagi:
Jeżeli wewnątrz wyrażenia regularnego występuje literalnie jakiś
metaznak to należy go poprzedzić dwoma a nie
jednym znakiem \. Przykładowo, program:
$0 ~ /^\\*[0-9]+\\*$/
wydrukuje wiersze
zawierające liczbę całkowitą bez znaku otoczoną znakiem
*.
Wyrażenia
Podstawą składni wyrażeń AWK jest składnia wyrażeń
języka C wzbogacona o operacje tekstowe.
Elementami wyrażeń są: stałe, zmienne, operatory, funkcje wbudowane
i definiowane przez użytkownika oraz elementy tablic asocjacyjnych.
Stałe
W AWK istnieją tylko dwa typy danych:
liczbowy i napisowy. Stałe
liczbowe zapisujemy jak w C, tj. 3.1415 lub
1.333e-5, stałe napisowe otacza się
znakami ". Stałe napisowe mogą zawierać znaki
sterujące takie jak \n czy
\f.
Zmienne
W składni AWK wyróżniamy zmienne: wbudowane, zdefiniowane przez
użytkownika i przechowujące zawartości pól. Nazwy zmiennych
definiowanych przez użytkownika mogą składać się z liter, cyfr i znaku
podkreślenia. Pierwszym znakiem nazwy nie może
być cyfra. Nazwy zmiennych wbudowanych składają się
wyłącznie z dużych liter alfabetu. Nazwy zmiennych przechowujących
zawartości pól zaczynają się od znaku $, po którym
występuje liczba (ogólnie: wyrażenie).
Zmienne liczbowe przechowują wartości zmiennopozycyjne, przy czym ich
dokładność zależna jest od implementacji. Zmienne napisowe
przechowują ciągi znaków (napisy). Zmiennych nie deklaruje się. Typ
zmiennej określony jest przez kontekst; w razie potrzeby zawsze
dokonywana jest odpowiednia konwersja. Zmienna nie zainicjowana ma
wartość zero lub "" (napis pusty).
Interpretacja wyrażeń numerycznych i tekstowych w operacjach
logicznych jest następująca: fałsz odpowiada
liczbie 0 i napisowi pustemu "", zaś
prawda odpowiada wszystkim innym liczbom
i napisom.
Zmienne wbudowane
Zmienne wbudowane są dokładnie opisane przy okazji omawiania tych
aspektów AWK, których dotyczą:
| Zmienne wbudowane |
| Zmienna | Opis znaczenia |
ARGC | liczba argumentów wywołania programu |
ARGV | tablica argumentów wywołania programu |
ARGIND* | indeks w ARGV odpowiadający
bieżącemu plikowi |
ENVIRON* | tablica zmiennych środowiskowych |
ERRNO* | napis z systemowym opisem błędu |
FIELDWIDTHS* | specyfikacja długości pól,
por. punkt Pola o ustalonej długości |
FILENAME | nazwa bieżącego pliku wejściowego |
FNR | numer bieżącego rekordu w bieżącym pliku |
FS | separator pól |
IGNORECASE* | przełącznik rozróżniania wysokości liter |
NF | liczba pól w bieżącym rekordzie |
NR | liczba przeczytanych rekordów |
OFMT | format wydruku
argumentów numerycznych funkcji print |
OFS | separator pól na wyjściu,
por. punkt Instrukcja print |
ORS | separator rekordów na wyjściu,
por. punkt Instrukcja print |
RLENGTH | por. opis funkcji match
w punkcie Napisowe funkcje wbudowane |
RS | separator rekordów |
RT* | napis pasujący do wyrażenia RS,
por. punkt Rekordy |
RSTART | por. opis funkcji match
w punkcie Napisowe funkcje wbudowane |
SUBSEP | separator indeksów tablic,
por. punkt Tablice wielowymiarowe |
ENVIRON* jest
tablicą zawierającą wartości zmiennych środowiskowych przy czym
indeksami są nazwy zmiennych. Przykładowo:
gawk 'BEGIN {print ENVIRON["HOME"] }'
zawiera np. /home/tomek.
ERRNO* zawiera napis
z systemowym komunikatem o błędzie, jeżeli przy wykonaniu
funkcji getline lub
close wystąpi błąd.
IGNORECASE* określa czy
AWK rozróżnia duże i małe litery przy porównywaniu napisów i wyrażeń
regularnych. Jeżeli IGNORECASE* jest
niezerowe lub niepuste, wtedy operatory ~,
!~ i funkcje gensub*,
gsub,
index,
match,
split oraz
sub nie
rozróżniają dużych i małych liter. Dotyczy to także wartości zmiennych
RS
i FS. Począwszy od
wersji 3.0, gawk obsługuje normę
ISO-8859-1
(Latin-1). Standard ten nie zawiera jednak
większości polskich znaków diakrytycznych.
ARGIND* przechowuje
indeks, pod którym w tablicy ARGV znajduje się
nazwa przeglądanego pliku. Zawsze jest prawdziwa równość
FILENAME == ARGV[ARGIND].
Uwagi:
Zmienna FILENAME zawiera nazwę bieżącego pliku
wejściowego. Oznacza to, że w obrębie wzorców
BEGIN i END wartość
FILENAME jest
nieokreślona.
Zmienne przechowujące zawartości pól
Zmienne przechowujące zawartości pól mogą być wykorzystane wewnątrz
wyrażeń, można także im nadawać wartości. Jeżeli wartość zmiennej
$0 została zmodyfikowana przez podstawienie lub
zamianę (np. funkcją sub) to wartości
zmiennych $1, $2, ... oraz
zmiennej NF są powtórnie
wyznaczane. Podobnie jeżeli zmodyfikowano którąkolwiek ze zmiennych
$1, $2, ..., wtedy wartość
zmiennej $0 jest odtwarzana (przy wykorzystaniu
wartości zmiennej OFS jako separatora pól).
Numery pól mogą być wyznaczane jako wartości wyrażeń. Przykładowo
$(NF-1) oznacza przedostatnie pole w bieżącym
rekordzie (nawiasy są istotne, ponieważ $NF-1
oznacza wartość pola $NF pomniejszoną o 1). Możliwe
jest także przypisanie wartości zmiennym odpowiadającym polom nie
istniejącym w czytanym pliku. W takim wypadku pole zostanie
utworzone i przypisana zostanie odpowiednia wartość. Odwołanie się do
pola o numerze ujemnym jest błędem kończącym działanie programu.
Operatory arytmetyczne
Poniższa tabela zawiera zestawienie wszystkich operatorów
arytmetycznych.
| Operatory arytmetyczne |
| Operator | Opis znaczenia |
* | iloczyn |
+ | suma |
- | różnica |
/ | iloraz |
% | modulo |
^ | potęga |
++ | inkrementacja |
-- | dekrementacja |
Operator modulo to reszta z dzielenia całkowitego,
tj. 5.1 % 3 == 2.1 ma wartość prawda.
Operatory napisowe
Napisy i zmienne napisowe można łączyć (konkatenować) przy pomocy
,,niewidocznego'' operatora -- po prostu należy umieścić napisy obok
siebie. Przykładowo po wykonaniu:
y = "Ali"; z = "gator"; x1 = y "ba" "ba"; x2= y z;
zmienna x1 ma wartość
,,Alibaba''; zmienna x2 ma wartość
,,Aligator''. Oprócz operacji konkatenacji
AWK nie ma żadnych innych operatorów napisowych.
Operatory porównywania i operatory logiczne
Zapis i działanie operatorów w AWK w wypadku zmiennych typu
liczbowego jest identyczny jak w języku C. Nowością AWK jest to, że
mogą być także stosowane do napisów.
| Operatory porównywania |
| Operator | Opis znaczenia |
== | równe |
!= | różne |
< | mniejsze |
<= | mniejsze lub równe |
> | większe |
>= | większe lub równe |
Napisy są porównywane według kodów ASCII w taki sposób, że najpierw
porównywane są pierwsze znaki, potem drugie itd. Przykładowo:
"10" jest mniejsze
od "9". Jeżeli jeden napis jest przedrostkiem
drugiego to krótszy napis jest mniejszy od dłuższego,
np. "Ali" jest mniejsze od
"Alibaba".
| Operatory logiczne |
| Operator | Opis znaczenia |
&& | iloczyn |
|| | suma |
! | zaprzeczenie |
Uwagi:
Bardzo długa instrukcja może zostać podzielona i zapisana w kilku
wierszach. Znakiem kontynuacji jest \,
bezpośrednio przed znakiem końca wiersza (por. drugi wiersz
przykładu). Jeżeli wiersz kończy się przecinkiem (por. wiersz
przedostatni) to znak kontynuacji jest opcjonalny.
Operatory pasowania do wyrażeń regularnych
W składni AWK są dwa takie operatory ~ oraz
!~. Umożliwają one dopasowanie zmiennej do
wyrażenia regularnego. Przykładowo $1 ~/Chardonnay/
jest prawdziwe, gdy pierwsze pole zawiera napis
Chardonnay. Samotnie pojawiające się
wyrażenie /Chardonnay/ jest równoważne
$0 ~ /Chardonnay/. Operator
!~ pasuje do dopełnienia wyrażenia
regularnego, tj. $1 !~/Chardonnay/ jest prawdziwe
gdy $1 nie zawiera napisu
Chardonnay.
Przypisanie
Przypisanie oznaczane jest w AWK pojedynczym znakiem
równości =. Podobnie jak w języku C operator ten
nadaje zmiennej wartość i zwraca przypisaną wartość, stąd dozwolone
są wyrażenia postaci x = y = 1 lub
(x = y) <= 1.
Z operatorem przypisania związane są operatory modyfikacji:
+=, -=, *=,
/=, %=, /=
i ^=. Przykładowo wyrażenie x +=
y jest tożsame z x = x + y, wyrażenie
x -= y jest tożsame
z x = x - y itd.
Operator warunkowy ?:
Operator warunkowy ?: posiada następującą składnię:
wyrażenie1 ? wyrażenie2 : wyrażenie3
Najpierw obliczane jest
wyrażenie1. Jeśli jest
ono prawdziwe obliczane jest
wyrażenie2,
w przeciwnym wypadku
wyrażenie3.
Poniższy program oblicza i drukuje odwrotność pierwszych pól
wszystkich rekordów, sprawdzając czy $1 nie jest
równe zeru:
{print $1!=0 ? 1/$1 : "Zero w wierszu", NR;}
Arytmetyczne funkcje wbudowane
AWK posiada inny zestaw funkcji wbudowanych niż język C. Funkcje
wbudowane mogą być, bez żadnych ograniczeń, elementami wyrażeń. Oto
lista takich funkcji (niech
x,
y będą pewnymi
wyrażeniami):
| Funkcje arytmetyczne |
| Funkcja | Wartość funkcji |
atan2(y,x) | arcus tangens z x/y
w zakresia -pi do pi |
cos(x) | cosinus z x,
x w radianach |
sin(x) | sinus z x,
x w radianach |
exp(x) | eksponent, czyli funkcja
wykładnicza ex |
int(x) | część całkowita z x |
log(x) | logarytm z x
przy podstawie e |
sqrt(x) | pierwiastek kwadratowy z x |
rand() | przypadkowa liczba z przedziału <0,1) |
srand(x) | x
wartość początkowa dla generatora liczb pseudolosowych |
Używając powyższych funkcji można uzyskać użyteczne liczby, na przykład
pi lub e: atan2(0,-1) = pi
oraz exp(1) = e.
Również uzyskanie
logarytmu dziesiętnego nie jest problemem, jeśli zastosujemy wzór
log(x)/log(10).
Natomiast poprzez podstawienie
randint = int(n * rand()) + 1
nadajemy zmiennej randint
wartość pseudolosową z przedziału
<1,x>.
Napisowe funkcje wbudowane
Poniższe zestawienie zawiera funkcje AWK umożliwiające
manipulowanie napisami. W zestawieniu
r oznacza wyrażenie
regularne, s
i t napis.
Funkcje napisowe
-
-
gsub(r,s,t)
Zamienia wszystkie napisy pasujące do wyrażenia regularnego
r na napis
s w napisie
t.
Zwracana jest liczba zamian.
Parametry r
i s mogą być w ogólności
wyrażeniami; paramter t
musi być zmienną lub elementem tablicy, tak aby AWK mógł
gdzieś przypisać zmodyfikowaną wartość.
Jeżeli gsub wywołamy tylko z dwoma
pierwszymi parametrami, to zmiany dokonywane są w napisie
$0 (tj. gsub(r,s)
jest równoważne
gsub(r,s,$0)).
Znak & w s
oznacza napis, który został dopasowany do
r.
Przykładowo po uruchomieniu:
awk 'BEGIN {$0 = "baba bababa"; gsub(/(ba)+/,"\\\\&\\&&"); print }'
zostanie wydrukowany napis
"\baba&baba \bababa&bababa".
Ponieważ wewnątrz napisów znak
\ musi być zdublowany żeby AWK traktował
go literalnie, dlatego "\\&" oznacza
&. Zaś wstawienie \
osiągniemy za
pomocą "\\\\" (cztery \!).
-
-
gensub(r,s,a,t)*
Uogólniona funkcja gsub. Zwraca zmieniony
napis (nie modyfikuje oryginalnego napisu
t!). Zamienia napisy
pasujące do wyrażenia regularnego
r na
s w oparciu
o a,
w t (jeżeli nie ma
t, domyślnym argumentem
jest $0). Argumenty
s,
a oraz
t są napisami. Argument
a określa,
który z kolei podnapis pasujący do wyrażenia
r ma być
wymieniony. Jeżeli a
jest napisem rozpoczynającym się od "g" (lub
"G") to wymieniane są
wszystkie napisy pasujące do
r. Funkcja gensub* umożliwia wstawienie
do s fragmentów napisu
dopasowanego do r.
Jeżeli wyrażenie r
podzielimy za pomocą nawiasów, (
i ) na części składowe to te składowe mogą później
pojawić się w s
(oznaczamy je jako \n,
gdzie n jest cyfrą od
1 do 9). Znaczenie tego jest takie, że napis dopasowany do
n-tego fragmentu jest
kopiowany do napisu zwracanego przez funkcję. W efekcie możliwe są
wszelkiego rodzaju zmiany kontekstowe,
por. przykład 8 [Funkcja gensub]. Symbol
\0 oznacza napis dopasowany do całego wyrażenia
regularnego r (to samo
znaczenie ma &). Przykładowo
wykonanie programu:
awk 'BEGIN {$0 = "12, 122, 1,901, 20,500, 102,153,000";
$0 = gensub(/([0-9]),([0-9])/, "\\1\\2","g"); print }'
spowoduje wydrukowanie napisu
"12, 122, 1901, 20500, 102153000".
Znaki &
i \ są wewnątrz
s specjalne; ich
znaczenie podano w opisie funkcji gsub.
W szczególności należy używać sekwencji \\ do
wstawienia w napisie znaku \ literalnie.
Poniższy przykład wyjaśnia znaczenie argumentu
a:
BEGIN{ t = "Alibababa"; print gensub(/ba/, "BA", 2, t) }
otrzymamy: AlibaBAba
-
-
index(s,t)
Zwraca numer pierwszego znaku napisu
t w napisie
s. Jeżeli
s nie zawiera
t zwracana jest
wartość zero. Pierwszy znak w napisie ma numer 1. Przykładowo:
index("Alibaba", "baba") zwraca 4;
-
-
length(s)
Podaje długość napisu
s.
-
-
match(s,r)
Jeżeli
s zawiera podnapis
pasujący do r, to zwraca
numer pierwszego znaku tego podnapisu; w przeciwnym razie zwracane
jest 0. Ponadto nadawane są wartości zmiennym
RSTART oraz RLENGTH.
RSTART jest równe wartości
zwracanej przez funkcję, RLENGTH jest równe
długości podnapisu pasującego do
r.
-
-
split(s,a,fs)
Z napisu s tworzy
tablicę napisów a
w oparciu o fs.
Argument fs jest
wyrażeniem regularnym. Jeżeli split wywołamy
tylko z dwoma parametrami to napisem separujący jest wartość zmiennej
FS, czyli separator pól w rekordzie.
-
-
sprintf(format,lista-wyrażeń)
Zwraca napis, sformatowany według napisu
format, por. funkcja
printf, w punkcie Instrukcje wyjścia --
print/printf.
-
-
sub(r,s,t)
Funkcja działająca jak gsub, ale wymieniająca
tylko pierwsze wystąpienie napisu pasującego do
r na napis
s.
Zwracana jest liczba zamian.
-
-
substr(s,p,n)
Zwraca napis wycięty z s
począwszy od pozycji p
o długości n znaków (lub
do końca s, jeżeli
ostatni argument jest pominięty). Przykładowo wykonanie instrukcji:
print substr("Alibaba",4);
spowoduje wydrukowanie napisu "baba".
-
-
tolower(s)*
Zwraca napis, w którym duże litery zostały zamienione na małe.
W wypadku polskich tekstów funkcja ta ma ograniczone
zastosowanie, nie zamieni bowiem liter z górnej połówki tabeli
ASCII, gdzie znajdują się Ą,
Ć, Ę, itd.
-
-
toupper(s)*
Zwraca napis, w którym małe litery zostały zamienione na
duże. Z ,,polskiego'' punktu widzenia ma tę samą wadę co
tolower*.
Przykład 7: Zamiana kontekstowa
Poniższa funkcja (porównaj punkt Funkcje dalej w tekście)
realizuje kontekstową zamianę frazy na frazę. Jest namiastką tego
czego AWK-owi do tej pory brakowało (por. następny przykład)
-- zamiany wyrażenia regularnego na wyrażenie
regularne.
# wymień w s co w kontekście bef aft na na
function exch (bef, co, aft, na, s) {
while (match(s, bef co aft) > 0) {
match(s, bef co aft);
s = substr(s, 1, RSTART) na substr(s, RSTART+RLENGTH-1); }
return s;
}
Zakładamy, że bef
jest jednym znakiem i poprzedza
co.
Następujące po
co
aft też jest
jednym znakiem.
Przykładowo uruchomienie programu:
{ s = exch("[0-9]","-","[0-9]", "--", $0); print s }
z podaniem jako argumentu pliku kloss.txt:
Działalność agenta J-23 (Hans-Peter Kloss) w latach 1941-1945
opisano na stronach 1234-1239.
wymieni w nim wszystkie frazy
cyfra-cyfra na
cyfra--cyfra,
pozostałe znaki ,,-'' zostaną niezmienione.
|
Przykład 9: Zamiana małych liter na duże
Poniższa funkcja jest odpowiednikiem funkcji
toupper*; ma tę zaletę, że ,,rozpoznaje''
polskie znaki. Łatwo też daje się modyfikować dla różnych
wariantów kodowania polskich znaków.
function upper(string, i, j){
newstring = ""
for (i = 1; i <= length(string); i++){
char = substr(string, i, 1)
for (j = 1; j <= ALPHABET; j++){
if (char == little[j]){
char = big[j]; j = ALPHABET + 1; }
}
newstring = newstring char;
}
return newstring
}
BEGIN{ LOWER = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyząćęłńóśźż";
UPPER = "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZĄĆĘŁŃÓŚŹŻ";
ALPHABET = length(LOWER);
for (i = 1; i <= ALPHABET; i++){
little[i] = substr(LOWER,i,1)
big[i] = substr(UPPER,i,1) } }
Dodajmy jeszcze następujący wzorzec BEGIN:
BEGIN { print upper("Pod źdźbŁEm Żółw spał śnięTY."); }
Po uruchomieniu otrzymamy na ekranie:
POD ŹDŹBŁEM ŻÓŁW SPAŁ ŚNIĘTY.
|
Funkcje daty i czasu
Interpretator gawk od wersji 3.0 posiada dwie funkcje dotyczące daty
i czasu. Są to systime*
i strftime*:
systime()
Zwraca bieżący czas w sekundach jakie upłynęły od początku epoki.
W standardzie POSIX jest to liczba sekund od 1 Stycznia 1970 r.
strftime(format, czas)
Zwraca napis
zawierający czas (liczba
w takim samym formacie jak wartość zwracana przez systime*) sformatowany według specyfikacji
z napisu format. Forma
krótka strftime()* oznacza użycie
formatu "%a %b %d %H:%M:%S %Z %Y" oraz bieżącego
czasu. Forma
strftime(format)
wypisuje bieżący czas według specyfikacji
z formatu.
Specyfikacje przekształceń funkcji strftime* są
zgodne ze standardem ANSI C. Każda specyfikacja składa się ze znaku
,,%'' oraz następującego po nim znaku
określającego typ konwersji (por. także instrukcja
printf, w punkcie Instrukcje wyjścia --
print/printf).
Nie będziemy podawać pełnej listy znaków konwersji
(por. Robbins, s. 149--151),
ograniczymy się do najczęściej stosowanych:
| Znaki konwersji |
| Znak | Typ przekształcenia |
d | dzień miesiąca (01--31) |
H | godzina w zapisie 00--23 |
I | godzina w zapisie 01--12 |
j | dzień roku (001--366) |
m | miesiąc (01-12) |
M | minuta (00--59) |
S | sekundy (00--61) |
y | rok w zapisie dwucyfrowym (00-99) |
Y | rok w zapisie czterocyfrowym (np. 1066) |
Przykładowo w wyniku wykonania poniższego programu:
awk 'BEGIN {print "dzisiaj jest:", strftime ("%m:%d:%Y")}'
na ekranie zostanie wydrukowany napis
"dzisiaj jest: 08:15:2000" (ale oczywiście
tylko wtedy gdy program uruchomimy 15 Sierpnia 2000 r.)
Instrukcje sterujące
AWK pozwala grupować instrukcje, podejmować decyzje (konstrukcja
if-else) oraz tworzyć pętle (instrukcje
for, while). Składnia tych
instrukcji pochodzi bezpośrednio z języka C.
Pojedyncza instrukcja może być zawsze zastąpiona listą instrukcji
ujętych w nawiasy grupujące. Na liście instrukcje separowane są
znakami końca wiersza lub średnikami.
Znaki końca wiersza mogą pojawić się po
dowolnym lewym i przed dowolnym prawym nawiasem grupującym.
Spójrzmy przykładowo na składnię instrukcji if-else
if (wyrażenie)
instrukcja1
else
instrukcja2
część else instrukcja2
jest opcjonalna.
W celu uniknięcia dwuznaczności przyjęto, że każdy
else jest w parze z bezpośrednio poprzedzającym go
if-em; przykładowo w następującym fragmencie programu:
if (e1) if (e2) s=1; else s=2
else jest w parze z drugim
if-em. (Średnik po s=1 jest
wymagany, gdyż else znalazł się w jednym wierszu
z if-em.)
Instrukcje sterujące
-
-
{ instrukcje }
grupowanie instrukcji.
-
-
if (w)
instrukcja
jeśli wyrażenie
w jest prawdziwe
wykonaj
instrukcję.
-
-
if (w)
instrukcja1 else
instrukcja2
wykonaj
instrukcję1 jeśli
wyrażenie w jest
prawdziwe, w wypadku przeciwnym
instrukcję2.
-
-
while (w)
instrukcja
jeśli wyrażenie
w jest prawdziwe
wykonaj instrukcję
i powtórz.
-
-
for (w1;
w2; w3)
instrukcja
równoważne instrukcji:
w1; while
(w2)
{instrukcja;
w3}.
-
-
for (zmienna in
tablica)
instrukcja
instrukcja
jest wykonywana dla
zmiennej
przyjmującej kolejno wartości każdego elementu
tablicy.
-
-
do instrukcja while
(w)
wykonaj
instrukcję i jeżeli
wyrażenie w jest
prawdziwe powtórz.
-
-
break
natychmiastowe wyjście z pętli while,
for, do.
-
-
continue
rozpocznij następną iterację w pętlach while,
for, do.
-
-
next
rozpoczęcie następnej iteracji głównej pętli wejściowej. (Przez główną
pętlę wejściową rozumiemy mechanizm AWK do analizowania rekord po
rekordzie pliku wejściowego.)
-
-
exit
wyrażenie
sterowanie jest przekazywane bezpośrednio do akcji
END. Jeśli
polecenia exit użyto w akcji
END, program kończy działanie. Opcjonalne
wyrażenie zwracane jest
jako status zakończenia programu.
-
-
nextfile*
zakończenie przeglądania bieżącego pliku i przejście do
przeglądania następnego z podanych w linii poleceń, lub (dla
ostatniego pliku) przejście do wzorca
END. W wyniku wykonania
nextfile* zmienia się wartość zmiennej
FILENAME,
wartością FNR staje się
jeden a wartość ARGIND* jest
zwiększana o jeden.
Przykład 10: Wyznaczenie maksymalnego obrotu
Wydrukować z pliku wina.txt wino, którego sprzedaż
przyniosła największy obrót. Tak postawione zadanie rozwiązuje
następujący program:
NR == 1 { omax = $NF * $(NF -1); } # inicjalizacja omax
{ o = $NF * $(NF -1);
if (omax < o ) { omax = o; f = $0; }
else { if (omax == o) {f = f "\n" $0 } }
}
END {print omax; print f }
Ogólny schemat działania programu jest taki, że dla bieżącego
wiersza obliczamy obrót i przyrównujemy do dotychczas największego,
pamiętanego w zmiennej omax.
Jeżeli obrót dla bieżącego wiersza jest większy od
wartości omax, to przypisujemy go jako nową
wartość tej zmiennej; zapamiętujemy także wiersz, zawierający
tą wartość (f=$0).
Drugie polecenie if jest potrzebne na wypadek gdyby
maksymalny obrót był identyczny dla kilku win. Jest to wprawdzie
mało prawdopodobne, ale możliwe. W takim przypadku, kolejne wina
są dołączane (konkatenowane) do dotychczasowej wartości zmiennej
f.
Akcja odpowiadając wzorcowi NR == 1 jest
wykonywana tylko dla pierwszego wiersza i ma na celu inicjalizację
zmiennej omax. Uważny czytelnik zapewne zauważy,
że ponieważ obrót jest zawsze nieujemy, to w tym przypadku
nie ma potrzeby jawnej inicjalizacji. Program i tak dawałby
poprawne wyniki, bo pierwsze wystąpienie omax
spowodowałoby przypisanie jej wartości 0. Gdybyśmy jednak
chcieli obliczyć zamiast obrotu maksymalnego minimalny, to ten
sposób inicjalizacji zmiennej może się przydać.
|
Instrukcja pusta
Jeśli w wierszu programu AWK-owego umieścimy samotny znak
`;', to otrzymamy instrukcję pustą. Spójrzmy na
poniższy program wykorzystujący taką instrukcję w pętli
for; program drukuje wszystkie wiersze, które
zawierają puste pole.
BEGIN { FS = "\t" } # Pola oddziela znak tabulacji!
{ for (i=1; i <= NF && $i!=""; i++)
;
if (i <= NF) { print }
}
Tablice asocjacyjne
Tablice asocjacyjne to jedyny rodzaj tablic dostępny w AWK. Tablic nie
trzeba deklarować, określać ich wymiarów czy typu elementów
składowych. Utworzenie elementu tablicy następuje w chwili
wykonania podstawienia, np. a[44] = 3.14 lub
a[1]="Alibaba", albo innego odwołania do niego.
Element nie zainicjowany jest równy zero lub równy napisowi
pustemu. Indeksy nie są liczbami ale
napisami. Użycie w kontekście indeksu liczby spowoduje
jej konwersję do odpowiedniego napisu. Trzeba o tym pamiętać;
np. print a["01"] nie spowoduje wydrukowania
słowa Alibaba (tylko przypuszczalnie napis
pusty) -- napisy "1" oraz
"01" są oczywiście różne, podczas gdy liczby
nie.
Poniższy program zapamiętuje wszystkie słowa pliku wejściowego oraz
liczbę ich wystąpień.
{for (i=1; i <= NF; i++) {ls[$i]++}}
Zwróćmy uwagę, że za każdym razem, gdy pojawia się nowy wyraz, AWK
tworzy nowy element tablicy z wartością początkową 0. Następnie
operator inkrementacji nadaje mu wartość 1. Każde następne
pojawienie się tego wyrazu powoduje zwiększenie wartości już
istniejącego elementu.
Powstaje problem jak dobrać się do elementów tablicy ls, skoro nie znamy indeksów (wyrazów
tekstu). Do tego celu służy specjalna forma pętli
for:
for (zmienna in tablica) instrukcja
zmienna przyjmuje
iteracyjnie wszystkie wartości indeksów
tablicy. Kolejność
przeglądania tablicy nie jest ustalona i jest zależna od konkretnej
implementacji AWK. Działanie pętli jest
nieokreślone jeżeli wewnątrz pętli zostaną dodane
kolejne elementy do
tablicy. Chcąc
wydrukować listę słów z omawianego przykładu możemy posłużyć się
następującą akcją z wzorcem END:
END {for (word in ls) print word, ls[word] }
Wyrażenie:
indeks in tablica
pozwala ustalić czy określony
indeks występuje
w tablicy. Jeżeli
występuje, to wartością wyrażenia jest 1, w wypadku
przeciwnym 0. Przykładowo, poniższa instrukcja sprawdza czy
w tablicy ls wystąpiło słowo
Alibaba:
if ("Alibaba" in ls) {print "OK!"}
else {print "KO!"}
Instrukcja delete
Element tablicy możemy usunąć za pomocą instrukcji
delete:
delete tablica[indeks]
przykładowo delete ls["Alibaba"] usuwa z tablicy
ls element odpowiadający indeksowi
"Alibaba".
Tablice wielowymiarowe
Tablice wielowymiarowe są symulowane
przez AWK za pomocą tablic jednowymiarowych. Z punktu widzenia
użytkownika nie ma to wielkiego znaczenia. Przykładowo w wyniku
działania poniższego fragmentu programu:
for (i=1; i <= 10; i++)
for (j=1; j <= 10; j++)
r[i,j] = rand();
zostanie utworzona tablica 100 elementów, do których możemy się
odwoływać za pomocą par zmiennych indeksowanych postaci
i,j. Wewnętrznie jednakże poszczególne
elementy tablic są indeksowane za pomocą napisów postacji
i SUBSEP j. Zmienna wbudowana
SUBSEP
przechowuje znak używany do oddzielenia indeksów składowych;
standardową wartością tej zmiennej nie jest przecinek ale znak
"\034". Sposób testowania czy element
i,j należy do tablicy nie zmienia się:
for ((i,j) in r) {...}
zaś w wypadku pętli for piszemy:
for (k in r) {print r[k]}
i, jeżeli jest to potrzebne, wykorzystujemy konstrukcję
split(k,x,SUBSEP) do dostępu do wartości zmiennych
indeksowych.
Uwagi:
Elementy tablic nie mogą być tablicami.
Przykład 12: Zestawienia według wielu kryteriów
Wykorzystując tablice wielowymiarowe nie jest trudną rzeczą wykonanie
zestawienia obrotów dla win według dwu kryteriów podziału: smaku
i koloru. Poniżej przykładowe rozwiązanie tak postawionego problemu:
{ o = $NF * $(NF-1); # obliczamy obrót
smaki[$(NF-2)] += o; # obrót wg. smaków
kolory[$(NF-3)] += o; # obrót wg. kolorów
obrot[$(NF-2), $(NF-3)] += o # obrót wg. smaków i kolorów
}
END { for (smak in smaki) {
print smak, "...", smaki[smak];
razem +=smaki[smak];
for (kolor in kolory) {
if ((smak, kolor) in obrot)
print "--", kolor, "...", obrot[smak, kolor];
} }
print "Razem ...", razem;
}
Na wydruku otrzymamy zestawienie obrotów według smaków i kolorów,
łączne obroty według smaków i obroty razem. Program jest króciótki ma
jednak poważną wadę: porządek drukowania zestawienia jest
dowolny. Poprawieniem tego feleru zajmiemy się w przykładzie 20 [Zestawienia posortowane] po omówieniu polecenia
printf.
|
Funkcje
AWK umożliwia definiowanie własnych funkcji. Definicja funkcji może być
umieszczona w dowolnym miejscu programu, pomiędzy kolejnymi parami
wzorzec-akcja. Funkcje są definiowane następująco:
function nazwa (lista-argumentów) {
lista-instrukcji }
lista-argumentów to
ciąg oddzielonych przecinkami argumentów funkcji. Podczas wywołania
funkcji, argumentom nadawane są odpowiednie wartości. Nazwy
argumentów są lokalne dla funkcji; są one przekazywane przez
wartość, z wyjątkiem tablic, które są przekazywane ,,przez
referencję''. Argumenty funkcji są jedynymi
zmiennymi lokalnymi w AWK.
Lista-instrukcji może
zawierać instrukcję return
wyrażenie. Wykonanie
return polega na obliczeniu wartości
wyrażenia, a następnie
przekazaniu tej wartości w miejsce wywołania funkcji (tzw. wartość
zwracana przez
funkcję). Wyrażenie jest
opcjonalne -- jeżeli go nie ma, instrukcja return
jedynie przekazuje sterowanie do miejsca wywołania. Jeżeli wśród
listy-instrukcji nie ma
return to po wykonaniu ostatniej instrukcji (przed
zamykającym nawiasem klamrowym) sterowanie jest przekazywane do
miejsca wywołania, a wartość zwracana jest nieokreślona. Zilustrujmy
to prostym przykładem funkcji max
zwracającej większy ze swoich dwu
argumentów (AhoetAll, s. 53):
function max(x, y) { return x > y ? x: y }
Funkcje zdefiniowane za pomocą polecenia
function mogą być użyte w dowolnym wyrażeniu,
a także wewnątrz innych funkcji; dozwolona jest także
rekursja
(por. przykład 13 [Odwracanie napisu]). Przy wywołaniu
funkcji nie można umieszczać odstępu pomiędzy
jej nazwą a rozpoczynającym listę argumentów
nawiasem (.
Jak już mówiliśmy tylko argumenty funcji są
zmiennymi lokalnymi. Wszystkie inne zmienne są
globalne. Jeżeli chcemy aby AWK
,,widział'' jakąś zmienną tylko lokalnie to jedyną metodą jest jej
umieszczenie na liście parametrów przy definiowaniu funkcji. Po prostu
nadmiarowe parametry umieszczamy na końcu listy. Nie będą one
wykorzystywane do przekazywania wartości lecz będą stanowić dodatkowe
zmienne lokalne. Wywołanie funkcji z mniejszą od deklarowanej liczbą
parametrów jest w AWK poprawne -- wszystkie nadmiarowe parametry
przyjmują wartość równą zero lub napisowi pustemu
w zależności od kontekstu.
Wejście
AWK może czytać dane wejściowe na kilka sposobów. Najprostszym jest
uruchomienie go w standardowy sposób czyli, np:
awk -f program plik
W takim kontekście, zgodnie z tym co już napisano wcześniej, AWK
czyta plik
wiersz po wierszu.
Jeżeli nie
podamy pliku
to AWK będzie
czekał na strumień danych ze standardowego wejścia
(klawiatury). Często jest to działanie niezamierzone --
^C, ^D,
^break czy ^Z kończą działanie
programu w takiej sytuacji.
Pola
Standardową wartością wbudowanej zmiennej
FS jest
" " (spacja -- odstęp).
W takiej sytuacji poszczególne pola
są rozdzielone odstępami lub znakami tabulacji. Sposób rozdzielania
pól można zmienić przypisując zmiennej FS
odpowiedni napis. Jeżeli napis ten jest dłuższy niż jeden
znak, to AWK traktuje go jako wyrażenie
regularne. Najdłuższe (leftmost
longest) ciągi znaków, nie zachodzące na siebie
(non overlapping),
pasujące do tego wyrażenia
regularnego będą oddzielać poszczególne pola w bieżącym
wierszu. Przykładowo deklaracja:
BEGIN {FS ="[,;:]"}
powoduje, że pola będą rozdzielane przecinkiem, średnikiem lub
dwukropkiem. Kiedy wartością FS jest pojedynczy
znak (inny od odstępu), to ten znak jest używany do rozdzielania pól.
Uwagi:
Wartość zmiennej FS może zostać nadana także
z poziomu uruchomienia AWK za pomocą przełącznika
-F. Przykładowo zamiast powyższego wzorca
BEGIN moglibyśmy napisać w linii poleceń:
awk -F'[,;:]' -f program plik
Rekordy
Wartość zmiennej RS przechowuje
napis używany przez AWK do oddzielania poszczególnych
rekordów. Standardowo rekordy są oddzielane znakami końca wiersza
(co odpowiada przypisaniu RS="\n").
W ograniczonym zakresie możemy zmienić sposób w jaki AWK wyróżnia
poszczególne rekordy nadając odpowiednią wartość
zmiennej RS. W opisie
AhoetAll separatorem rekordu może być tylko
napis jednoznakowy lub napis pusty. Jeżeli
RS="" (napis pusty), wtedy separatorami
rekordów są puste wiersze (jeden lub więcej).
W niektórych implementacjach AWK separator rekordu
może być wyrażeniem regularnym. W takiej sytuacji, każdy napis
pasujący do tego wyrażenia wyznacza koniec kolejnego rekordu (z tym,
że napis ten nie jest częścią tego rekordu,
podobnie jak w wypadku gdy separatorem jest pojedynczy znak).
Jeżeli RS jest
wyrażeniem regularnym wtedy zmienna RT* przechowuje dla
bieżącego rekordu, napis będący jego separatorem od rekordu
następnego.
Przykład 15: Edytor potokowy
Następujący program (Robbins, s. 243--244) jest
AWK-ową implementacją edytora potokowego,
tj. takiego programu, który czyta strumień danych, modyfikuje go
i wysyła dalej. Sposób użycia jest następujący:
gawk -f awksed.awk co naco plik1 plik2 ...
Spowoduje zastąpienie frazy (wyrażenia regularnego)
co na napis
naco (oba argumenty
są wymagalne), w plikach
plik1
plik2.... Jeżeli nie podamy
listy plików dane będą czytane ze standardowego wejścia.
function usage() {
print "awksed co naco pliki..." > "/dev/stderr"
exit 1 }
BEGIN { # sprawdź argumenty wywołania
if (ARGC < 3) { usage() }
RS = ARGV[1]; ORS = ARGV[2]
# nie używaj argumentów jako nazw plików
ARGV[1] = ARGV[2] = ""
}
{ if (RT == ""){ printf "%s", $0 }
else { print } }
Idea działania jest prosta: separatorem rekordów jest
co a separatorem
rekordów na wyjściu
naco. Problemem
jest jedynie sytuacja, w której ostatni rekord nie kończy się
napisem pasującym do RS. Jeżeli plik nie
kończy się napisem pasującym do RS to zmienna
RT* będzie równa
napisowi pustemu. Stąd, warunek if (RT=="")...
gwarantuje wydrukowanie całej zawartości pliku wejściowego.
Drugi ciekawy fragment tego przykładu to przypisanie
ARGV[1] = ARGV[2] = "". Chodzi o to, żeby
AWK nie traktował napisów
co
i naco jako nazw
plików wejściowych. Dokładne wyjaśnienie znaczenia tego wiersza
znajduje się w punkcie Argumenty wywołania programu.
|
Przykład 16: Kartotekowa baza danych
Uważny czytelnik zauważył, że przeglądanie bazy
z przykładu 14 [Kartotekowa baza danych] nie jest wolne
od błędów, np. podając:
BEGIN {RS=""; ORS="\n\n" }; /Gdańsk/
nie tylko zostaną wydrukowane osoby z Gdańska, ale także Jan
Wacław Gdański. Żeby uniknąć podobnych błędów musimy
w jakiś sposób określić znaczenie poszczególnych fragmentów
rekordu. Możemy ustalić, np. że imię i nazwisko zajmuje pierwszy
wiersz, adres drugi, telefon trzeci itd. Można też zastosować schemat
klucz-wartość, według poniższego przykładu:
kto Jan Wacław Gdański
tel +4856 620-75-21
email js.gdanski@rugger.gdynia.pl
kto Wanda Kazimiera Matysek
tel +4858 551-06-50
kto Wojciech Strzelecki
miasto Gdańsk 80-952
adres Aleja Zwycięstwa 5/2
tel +4858 501-26-11
email w.strzelecki@ws.com.pl
W ten sposób rekordy mogą zawierać różne pola a ich porządek jest
dowolny. Pozwala to na łatwe modyfikowanie bazy za pomocą zwykłego
edytora tekstowego; nie musimy pamiętać struktury bazy -- jest ona
samoidentyfikująca się. Łatwo także dodawać, w miarę potrzeb, nowe
pola. A jak przeglądać takie pliki? Jednym ze sposobów jest
wykorzystanie tablic asocjacyjnych:
#!/bin/bash
cat $3 | awk -vCO=$1 -vCOCO=$2 '
BEGIN {FS="\t" } # Pierwsze pole od reszty oddziela tabulator
NF > 0 {dane[$1] = $2 }
NF < 1 && dane[CO] ~ COCO { drukuj(); usun() }
END { if (dane[CO]~ COCO) {drukuj() }} # ostatni rekord!
function usun(i){ for (i in dane) {delete dane[i] } }
function drukuj(){ print dane["kto"]; print dane["tel"] }'
Działanie programu jest następujące: kolejne wiersze zapamiętujemy
w tablicy dane według schematu:
dane[klucz] =
wartość. Aby uprościć czytanie
plików umawiamy się, że pierwsze pole jest oddzielone od następnych
znakiem tabulacji. Po napotkaniu pustego wiersza
(NF<1) sprawdzamy czy odpowiedni element tablicy
pasuje do wzorca poszukiwań (dane[CO] ~
COCO). Jeżeli tak, to wykonywana jest procedura drukowania
rekordu (funkcja drukuj) a następnie usuwamy
wszystkie elementy z tablicy dane (funkcja
usun). Po ostatnim rekordzie może nie być
pustego wiersza, stąd konieczność dodania wzorca
END. Zmiennym CO (nazwa pola)
i COCO (wartość pola) przypisujemy wartości
wykorzystując opcję -v wywołania, por. punkt Uruchamianie AWK. Dla wygody program został umieszczony
w skrypcie shellowym, więc jego uruchomienie wygląda następująco
(szukaj jest nazwą skryptu):
szukaj miasto Gdańsk plik-adresowy
W rezultacie zostanie wydrukowany wyłącznie Wojciech
Strzelecki.
|
Instrukcja getline
Polecenie getline
umożliwia czytanie danych z bieżącego lub/i z innego pliku
tekstowego albo z potoku generowanego przez inny program. Poniżej
zestawiono różne formy użycia getline
(plik
i program to zmienna
lub stała napisowa zawierająca odpowiednio nazwę pliku lub
programu, z którego AWK ma czytać strumień danych).
getline |
| Postać instrukcji | Inicjalizowane zmienne |
getline | $0,
NF,
NR,
FNR |
getline z | z,
NR, FNR |
getline < plik | $0, NF |
getline z <
plik | z |
program | getline | $0, NF |
program | getline z | z |
Dwie pierwsze formy dotyczą czytania danych z bieżącego pliku, dwie
następne z pliku. Dwie
ostatnie to wczytywanie danych ze strumienia generowanego przez inny
program. Polecenie
getline zwraca wartość 1 jeżeli wczytany został
następny wiersz tekstu (rekord), 0 jeżeli napotkano koniec pliku
(strumienia) danych oraz -1 w wypadku napotkania błędu (np. otwarcia
pliku). Jeżeli po słowie getline występuje
zmienna z to wczytany
wiersz jest dostępny jako wartość tej zmiennej, w innym wypadku jest
dostępny jako wartość zmiennej $0.
Przykładowo pętla:
while (getline < plik > 0) {...}
Jest ,,tradycyjną'' techniką umożliwiającą przejrzenie całego
pliku. Poszczególne
wiersze dostępne są w każdej iteracji pętli jako wartości
zmiennej $0.
Podobnie wygląda czytanie danych z potoku. Przykładowo chcąc
przekazać do AWK zawartość bieżącego katalogu możemy się posłużyć
następującą pętlą:
while ("ls -l" | getline > 0) {...}
Pliki i potoki otwarte przez AWK są automatycznie zamykane
z chwilą zakończenia działania programu. Jeżeli jednak musimy
przeglądać wielokrotnie zawartość jakiegoś pliku w obrębie jednego
programu AWK-owego to za każdym razem należy zamknąć czytany
plik używając funkcji close, np.:
close (plik); close("ls -lrt")
Przykład 18: Pobranie daty
Poniższy funkcja pobiera bieżącą datę z komputera i udostępnia ją
w trzyelementowej tablicy DAT,
której element "year" zawiera rok, element
"mon" -- miesiąc
a element "day" -- dzień.
function getdate(x, date) {
"date" | getline x; split(x, date, " ");
DAT["year"]= date[6]; DAT["mon"]= date[2]; DAT["day"]= date[3];
return;
}
# Przykład wykorzystania funkcji getdate:
BEGIN {getdate(); print DAT["mon"], DAT["day"] }
Argumenty x, i date nie służą do
przekazywania wartości, ale do uczynienia obu zmiennych lokalnymi
(por. uwagi na ten temat w punkcie Funkcje) -- funkcję
wywołujemy po prostu getdate(). Zwracamy uwagę,
że program jest ,,nieodporny'' na zmianę formatu drukowanej daty.
|
Pola o ustalonej długości
Rekord może być także dzielony na pola o ustalonej długości. W tym
celu zmiennej wbudowanej FIELDWIDTHS* przypisujemy
napis zawierający ciąg oddzielonych odstępami liczb. Każda
liczba oznacza długość odpowiedniego pola w znakach. Jeżeli wartością
zmiennej FIELDWIDTHS* nie jest napis
pusty, pola wyznaczane są w oparciu o specyfikację podaną w tej
zmiennej, a nie w oparciu wartość separatora pól (czyli
zmienną FS). Przypisanie wartości zmiennej
FS (np. FS=FS) przywraca
standardowy sposób wyznaczania pól.
Uwagi:
Zwróćmy uwagę, że gawk nie dokonuje żadnego sprawdzenia
poprawności specyfikacji podanej w napisie
FIELDWIDTHS*.
Instrukcje wyjścia --
print/printf
Instrukcje print oraz printf
służą do drukowania. Pierwsza z nich drukuje swoje argumenty zawsze
według tego samego formatu, druga umożliwia precyzyjniejsze
sterowanie postacią wypisywanych danych. Dane mogą być drukowane na
ekran, do pliku lub w potoku.
Instrukcja printf
Składnia instrukcji printf jest
niemalże identyczna z odpowiednią funkcją języka C. Ogólna postać
tej instrukcji jest następująca:
printf (format, arg1,arg2,...)
Nawiasy ( oraz ) są opcjonalne.
Napis lub zmienna napisowa
format określa sposób
przekształcania i formatowania argumentów. Zawiera on dwa rodzaje
obiektów: zwykłe znaki, kopiowane po prostu przy drukowaniu oraz
specyfikacje przekształceń, z których każda określa sposób
przekształcenia i wypisania kolejnego argumentu funkcji
printf.
Specyfikacja ta rozpoczyna się od znaku
% a kończy znakiem określającym typ
konwersji. Pomiędzy nimi możemy użyć ponadto
następujących znaków modyfikujących:
-
-, zawartość pola jest justowana do lewego
krańca pola;
-
ciąg-cyfr,
określający minimalny rozmiar pola (w znakach). Przekształcony
argument będzie wpisany do pola o długości co
najmniej równej
ciąg-cyfr. Jeżeli
argument składa się z mniejszej liczby znaków, to będzie ono
uzupełnione do długości minimalnej odstępami. Jeżeli
specyfikacja długości rozpoczyna się
cyfrą 0, to pole będzie wypełniane nie znaczącymi
zerami;
-
.ciąg-cyfr,
maksymalna drukowana długość napisu lub liczba
cyfr po kropce dziesiętnej.
Oto lista znaków przekształceń i ich znaczenie (zapis
[-] oznacza, że
znak - jest opcjonalny):
| Znaki konwersji |
| Znak | Typ przekształcenia |
c | znak |
d | liczba całkowita |
e | liczba postaci
[-]d.ddddddE[-]dd |
f | liczba postaci
[-]ddd.dddddd |
g | e lub f, w zależności od
tego, które jest krótsze bez nieznaczących zer |
o | liczba ósemkowa bez znaku |
s | napis |
x | liczba szestnastkowa bez znaku |
Jeżeli znak występujący po % nie jest znakiem
przekształcenia to jest on po prostu wypisany; zatem
%% spowoduje wypisanie znaku %.
Poniższe zestawienie ilustruje działanie różnych specyfikacji. Aby
można ocenić długości pól otoczono je znakami |,
zaś spacje oznaczono znakiem ~.
| Przykłady specyfikacji |
| Specyfikacja | Argument | Wynik |
%5d%% | 33.33 | |~~~33%| |
%c | 33.33 | |!| |
%d | 33.33 | |33| |
%5d | 33.33 | |~~~33| |
%e | 3.1415 | |3.141500e+000| |
%f | 3.1415 | |3.141500| |
%8.3f | 3.1415 | |~~~3.141| |
%08.3f | 3.1415 | |0003.141| |
%s | Alibaba | |Alibaba| |
%9s | Alibaba | |~~Alibaba| |
%-9s | Alibaba | |Alibaba~~| |
%-.3s | Alibaba | |Ali| |
%-9.3s | Alibaba | |Ali~~~~~~| |
Instrukcja print
Instrukcja print jest
uproszczoną formą printf a jej działanie jest
następujące: drukowane argumenty są oddzielane
wartością zmiennej wbudowanej
OFS
(standardowo OFS=" " -- argumenty oddzielone są
znakiem odstępu) a na końcu listy jest drukowana
wartość zmiennej wbudowanej ORS
(standardowo ORS="\n" -- każde kolejne
print drukuje od nowego wiersza). Wszystkie
argumenty numeryczne są drukowane w oparciu o tę samą specyfikację,
określoną poprzez wartość zmiennej OFMT
(standardowo OFMT="%.6g"). Stąd, uruchamiając
poniższy przykład:
awk 'BEGIN {OFS=":";ORS="->"; print log(2), log(3); print log(5); }'
otrzymamy:
0.693147:1.09861->1.60944->
Uwagi:
print to skrót od print $0
(a nie, jak można by się spodziewać, print ORS).
Drukowanie do plików
Zamiast na ekran (standardowe wyjście) instrukcje
printf/print mogą przesłać dane
do pliku. Służą do tego operatory > oraz
>>, zaś instrukcje mają wówczas postać:
printf format, arg1,... > plik
print arg1,... > plik
lub
printf format, arg1,... >> plik
print arg1,... >> plik
plik jest napisem lub
zmienną typu napisowego zawierającą legalną (z punktu widzenia
systemu operacyjnego) nazwę pliku. Przykładowo program:
{ printf "%s\n", $0 > $1 }
będzie działał doputy, dopóki wartością $0 w pliku
wejściowym będzie napis mogący być legalną nazwą pliku (oraz dopóki
liczba otwartych jednocześnie plików nie przekroczy dopuszczalnego
maksimum, porównaj uwagi z przykładu 22 [Pisanie do wielu plików]).
Uwagi:
Instrukcja printf "%d %d\n", $1, $2 > $3
spowoduje wydrukowanie $1
i $2 do pliku określonego jako wartość pola
$3, a nie $1 i wyniku
porówania wartości drugiego oraz trzeciego pola. Jeżeli chcemy
osiągnąć to drugie to powinniśmy napisać:
printf "%d %d\n", $1, ($2 > $3) albo
printf ("%d %d\n", $1, $2 > $3).
Operator > otwiera plik tylko raz (niszcząc
poprzednią zawartość); kolejne instrukcje printf
dodają tekst do tego pliku. Operator >> różni się
od > tym, że przy otwarciu pliku poprzednia
zawartość nie jest niszczona.
Przykład 20: Zestawienia posortowane
Przykład 12 [Zestawienia według wielu kryteriów] zawiera program drukujący
zestawienie obrotów dla win z podziałem według smaku i koloru. Poważną
wadą programu jest niemożność określenia porządku, w jakim ma on
drukować poszczególne pozycje zestawienia. Poniżej poprawiona wersja
drukująca poszczególne rubryki w porządku alfabetycznym:
#!/bin/bash
if test $# -eq 0; then
echo "`basename $0`: plik..." >&2; exit 0; fi
cat $* | awk ' { o = $NF * $(NF-1);
smaki[$(NF-2)] += o; kolory[$(NF-3)] += o;
obrot[$(NF-2), $(NF-3)] += o
}
END { for (smak in smaki)
for (kolor in kolory)
if ((smak, kolor) in obrot)
print smak, kolor, obrot[smak, kolor];
}' | sort | awk ' BEGIN { kreska = "+-----------------------+"
KRESKA = "+=======================+"; print KRESKA; }
{ if (kolor != $1) {
if (NR !=1) {
printf "| Razem: | %10.2f |\n", razem;
print KRESKA; razem = 0}
printf "| Wina %-16.16s |\n", $1;
print kreska;
}
razem += $3; rrazem += $3; kolor = $1;
printf "| %-8.8s | %10.2f |\n", $2, $3
}
END { printf "| Razem: | %10.2f |\n", razem;
print KRESKA;
printf "| OGÓŁEM: | %10.2f |\n", rrazem;
print KRESKA; } '
Problem został rozwiązany z wykorzystaniem dwóch
skryptów AWK-owych oraz standardowego programu
sort. Pierwszy skrypt dokonuje obliczeń
a wyniki drukuje w formacie odpowiednim dla programu
sort, który jest uruchamiany w kolejnym
kroku. Wydrukowaniem posortowanych danych w formie eleganckiej tabelki
zajmuje się drugi skrypt AWK-owy. Całość została ,,zintegrowana''
poprzez połączenie skryptów oraz
programu sort w potok i umieszczenie
wszystkiego w jednym skrypcie shellowym. (Skrypt ten oczekuje nazw
plików do przeczytania jako argumentów wywołania. Instrukcja:
if test $# -eq 0;... fi sprawdza czy podano jakieś
argumenty; jeżeli nie to skrypt kończy działanie. Polecenie
cat $* wysyła strumień danych na wejście pierwszego
programu AWK-owego. Przypominamy, że $* w języku
bash oznacza listę wszystkich argumentów,
z którymi uruchomiono skrypt.)
|
Drukowanie w potoku
Możliwe jest także drukowanie w potoku za pomocą instrukcji
printf (print) o postaci:
printf format, arg1,... | program
print arg1,... | program
program jest napisem lub zmienną napisową
zawierającą nazwę programu-odbiorcy strumienia danych
drukowanych przez printf (print).
Funkcja close
Funkcja
close zamyka plik otwarty za pomocą operatorów
>, >>
i |. Jej składnia jest następująca:
close(napis)
gdzie napis jest
identyczny z napisem
plik lub
program, za pomocą
których uprzednio otwarto plik/potok. Funkcja ta jest niezbędna
w sytuacji gdy np. najpierw piszemy do pliku a następnie chcemy
(w obrębie tego samego programu) czytać
z niego dane.
Napis zamykający plik lub potok musi być identyczny
z dokładnością do znaków odstępu, z tym, za pomocą którego
plik/potok został otworzony. Z tego względu zalecamy używanie do
otwierania i zamykania plików i potoków uprzednio zadeklarowanych
zmiennych a nie posługiwanie się stałymi napisowymi.
Funkcja fflush*
Funkcja fflush* o postaci:
fflush(napis)
opróżnia bufor związany z plikiem lub potokiem poprzez
napis, identyczny
z napisem plik lub
program, za pomocą
których uprzednio otwarto plik/potok. Dopuszczalne są także dwie
następujące postacie funkcji: fflush() oraz
fflush(""). Pierwsza opróżnia bufor związany
ze standardowym wyjściem, druga bufory związane
z wszystkimi otwartymi w danej chwili
plikami/potokami.
Funkcja system
Funkcja system ma postać:
system(instrukcja)
wykonuje instrukcję systemową przekazaną jako wartość napisowego
argumentu
instrukcja. Najczęściej
funkcje printf/printf
i operatory >, >>
i | wystarczają do zrealizowania typowych zadań
bez potrzeby uciekania się do funkcji system.
Argumenty wywołania programu
Wartości argumentów wywołania programu są, podobnie jak w wypadku
języka C, przechowywane we wbudowanej zmiennej tablicowej
ARGV.
Zmienna ARGC zaś zawiera
liczbę argumentów. Przykładowo:
gawk -v v=1 -f 1.awk test.txt v=1 b
ARGC ma wartość 4, ARGV[0]
="gawk", ARGV[1] ="test.txt",
ARGV[2] ="v=1", ARGV[3]
="b". Opcje i ich wartości nie są liczone
(w przykładzie są to -f i -v)
a ARGV[0] jest równa nazwie uruchomionego programu
(tu gawk). Poniższy program wypisuje wartość
wszystkich argumentów wywołania:
BEGIN {for (i=0; i< ARGC; i++) {print ARGV[i]} }
Zmienne ARGC i ARGV można zmieniać
wewnątrz programu. Po napotkaniu końca bieżącego pliku wejściowego
AWK pobiera następny element tablicy ARGV jako
nazwę następnego pliku wejściowego. Przykładowo:
BEGIN{ ARGV[1]="test.txt"; if (ARGC < 2) {ARGC = 2} }
spowoduje, że AWK, zawsze będzie przeszukiwał
jako pierwszy plik ,,test.txt'' bez względu na to
jaki (i czy w ogóle) podamy w linii poleceń.
Aby usunąć nazwę pliku z tablicy ARGV możemy albo
nadać odpowiedniemu elementowi tablicy wartość napisu pustego, albo
posłużyć się poleceniem delete. Napis
,,-'' oznacza standardowe wejście. Tego typu
manipulacje z reguły umieszczamy wewnątrz wzorca
BEGIN,
por. przykład 15 [Edytor potokowy].
Przykład 24: Wyświetlanie dużych plików
W przykładzie 17 [Wyświetlanie dużych plików] wielkość pliku była
zadeklarowana na stałe co jest pewną niedogodnością; poniższa
modyfikacja pozbawiona jest już tej wady:
BEGIN { flag = 1;
if (ARGC > 1) {DUZY = ARGV[1] * 1000} else { DUZY = 0; };
while ("ls -l" | getline > 0) {
if (NF == 9 && $5 > DUZY) {print; flag =0 }}
if (flag) {print "Nie ma plików większych od", DUZY; }
}
Chcąc uzyskać listę plików np. większych od 500kb, wystarczy teraz
napisać awk -f chkbig.awk 500 (gdzie
chkbig.awk zawiera powyższy kod).
|
Uruchamianie AWK
AWK można wywołać z kilkunastoma
opcjami.
Najważniejsze z nich to
-f, -F oraz
-v. Dwie pierwsze już omówiliśmy, ostatnia
umożliwia nadanie zmiennej (ogólnie zmiennym, ponieważ możemy ją
używać wielokrotnie) wartości w momencie uruchomienia programu
(z linii poleceń). Przykład 25 [Duże pliki]
ilustruje sposób wykorzystania opcji -v.
Uwagi:
Z czasem gdy dorobimy się biblioteki własnych funkcji AWK-owych,
może powstać problem, jak w elegancki sposób dołączać ją do różnych
plików, w taki sposób, jak umożliwia to, np. instrukcja
#include w C? Okazuje się, że opcja
-f nie musi wcale występować tylko raz:
awk -f mylib.awk -f program plik
gdzie plik mylib.awk zawiera bibliotekę naszych
funkcji. Nie jest to rozwiązanie idealne ale -- według
nas -- najlepsze z możliwych.
Zmienna środowiskowa AWKPATH zawiera
katalogi, w których AWK szuka plików źródłowych podanych za
pomocą opcji -f.
Bibliografia
- AhoetAll
-
Aho Alfred V.,
Kernighan Brian W.,
Weinberger Peter J.:
The AWK Programming Language,
Addison-Wesley
1988.
- AWKintro
-
Aho Alfred V.,
Kernighan Brian W.,
Weinberger Peter J.:
AWK -- A Pattern Scanning and Processing Language,
1978.
Dostępny m.in.
w http://www.softlab.ntua.gr/unix/docs/awk.ps
jako plik postscriptowy.
- AwkFAQ
-
comp.lang.awk FAQ.
Dokument dostępny m.in.
w http://www.faqs.org/faqs/computer-lang/awk/faq.
- KR88
-
Kernighan Brian W.,
Ritchie Denis M.:
Język C,
WNT
1988.
- BLTP
-
Lichoński Bogusław,
Przechlewski Tomasz:
AWK -- opis języka z przykładami, Biuletyn GUST
7/1996,
s. 10--25.
- Robbins
-
Robbins Arnold D.:
Effective AWK Programming. A User's Guide for GNU AWK, version
1.0.4,
April 1999.
Podręcznik rozpowszechniany w pakiecie z programem
gawk, dostępny m.in. w ftp://sunrise.pg.gda.pl/pub/gnu/gawk.
Copyright (C) 2000
T. Przechlewski
Zezwala się na rozpowszechnianie i modyfikowanie tego dokumentu pod
warunkiem umieszczenia na każdej kopii noty copyrightowej oraz
niniejszej noty licencyjnej. Zmodyfikowana wersja dokumentu musi być
rozpowszechniana na warunkach niniejszej licencji.