Читать онлайн «UNIX — универсальная среда программирования». Страница 36

$ sed 1q /etc/passwd | awk '{split($0, a, ":"); print a[1]}'

root

$ echo 9/29/83 | awk '{split($0, date, "/"); print date[3]}'

83

$

В табл. 4.5 перечислены встроенные функции awk.

cos(expr) Косинус expr exp(expr) Возведение в степень expr getline() Чтение следующей входной строки; возвращает 0 в случае конца файла, в противном случае 1 index(s1, s2) Положение строки s2 в s1; возвращает 0, если строка не входит int(expr) Целая часть expr; округляет по минимуму length(s) Длина строки s log(expr) Натуральный логарифм expr sin(expr) Синус expr split(s, a, c) Разбиение s на а[1] ... a[n] по символу c; возвращает n sprintf(fmt, ...) Форматирование в соответствии со спецификацией fmt substr(s,m,n) Подстрока в n символов строки s, начинающаяся с индекса m

Таблица 4.5: Встроенные функции awk

Ассоциативные массивы

Стандартной задачей обработки данных является получение суммарных значений для множества пар имя значение. Иными словами, по входному потоку типа

Susie 400

John  100

Mary  200

Mary  300

John  100

Susie 100

Mary  100

мы хотим получить суммарные значения для каждого имени:

John  200

Mary  600

Susie 500

Программа awk предлагает изящное решение этой задачи — с помощью ассоциативных массивов. Хотя обычно мы представляем себе индекс массива как целое число, в awk любое значение можно использовать в качестве индекса. Поэтому

    {sum[$1] += $2}

END {for (name in sum) print name sum [name]}

задает всю программу подсчета n печати сумм для пар имя значение независимо от порядка следования этих пар. Каждое имя ($1) служит индексом в массиве sum; в конце применена специальная форма цикла for для перебора всех элементов sum и их печати. Синтаксис этого варианта цикла for таков:

for (перем in массив)

 оператор

Хотя он может показаться вам искусственным, как цикл for языка shell, они никак не связаны. Цикл охватывает индексы массива, а не его элементы, устанавливая значение "перем" равным каждому индексу поочередно. Однако порядок появления индексов непредсказуем, поэтому может возникнуть необходимость в их сортировке. В приведенном примере выходной поток можно по конвейеру передать команде sort, чтобы имена шли в порядке убывания значений:

$ awk '...' | sort +1nr

Реализация ассоциативной памяти предполагает хэширование, чтобы доступ к одному элементу занимал столько же времени, сколько и к любому другому, и чтобы это время не зависело (по крайней мере для массивов средних размеров) от числа элементов в массиве.

Использование ассоциативных массивов эффективно для вычислительных задач, таких, как подсчет частоты появления слов во входном потоке:

$ cat wordfreq

awk ' { for (i = 1; i <= NF; i++) num[$i]++ }

END   {for (word in num) print word, num[word] }

' $*

$ wordfreq ch4.* | sort +1 -nr | sed 20q | 4

the 372 .CW 345 of  220 is   185

to  175 a   167 in  109 and  100

.PI  94 .P2  94 .PP  90 $     87

awk  87 sed  83 that 76 for   75

The  63 are  61 line 55 print 52

$

В первом цикле for выбирается каждое слово из входной строки и заполняется массив num, индексируемый словами. (Не путайте $i, обозначающее в awk i-е поле входной строки, с переменными языка shell.) После того как файл будет прочитан, во втором цикле for печатаются в произвольном порядке слова и частота их появления.

Упражнение 4.9

В результат действия команды wordfreq попали команды форматирования типа .CW, которые применяются для печати слов определенным шрифтом. Как избавиться от таких ненастоящих слов? Как бы вы использовали команду tr, чтобы программа wordfreq работала правильно, независимо от того, прописные или строчные буквы задействованы во входном потоке? Сравните реализацию и скорость выполнения программы wordfreq, конвейера из разд. 4.2 и предлагаемого ниже решения.

sed 's/[→][→]*/\

/q' $* | sort | uniq -c | sort -nr

Строки

Хотя обе команды, и sed и awk, предназначены для решения небольших задач типа выбора определенного поля, только awk используется в той степени, в какой предполагает настоящее программирование. Примером может служить программа, которая разбивает длинные строки, чтобы они занимали не более 80 позиций. Каждая строка, превышающая 80 символов, завершается после 80-го символа; в качестве предупреждения добавляется \ и обрабатывается остаток строки. Хвост разбиваемой строки сдвигается к ее правому концу, а не к левому, что более удобно для программ печати, и именно поэтому мы обратимся к программе fold. Рассмотрим, в частности, строки из 20, а не из 80 позиций:

$ cat тест

Короткая строка

Строка немного длиннее

Эта строка еще длиннее, чем предыдущая строка

$ fold тест

Короткая строка

Строка немного длиннее

Эта строка еще длиннее,

 чем предыдущая строка

$

Вам может показаться странным, что в седьмой версии системы нет программы для добавления или удаления символов табуляции, хотя команда pr в System V выполняет и то и другое. Наша реализация программы fold использует редактор sed, чтобы перевести символы табуляции в пробелы и чтобы счетчик числа символов в awk принял правильное значение. Это хороший способ при табуляции в начале строки (что типично для языковых программ), но номер позиции сбивается, если символ табуляции оказывается в середине строки:

# fold: fold long lines

sed 's/\(->/ /g' $* |      # convert tabs to spaces

awk '

 BEGIN {

  N = 80                   # folds at column 80

  for (i = 1; i <= N; i++) # make a string of blanks

   blanks = blanks " "

 }

 {

  if ((n = length($0)) <= N)

   print

  else {

   for (i = 1; n > N; n -= N) {

    printf "%s\\\n", substr($0,i,N)

    i += N;

   }

   printf "%s%s\n" , substr(blanks, 1, N-n), substr($0, I)

  }

 } '

На языке awk нет явной операции конкатенации строк; строки соединяются, если они следуют подряд. Вначале blanks является пустой строкой. Цикл в части BEGIN создает длинную строку пробелов конкатенацией: каждый шаг цикла прибавляет еще один пробел к концу строки blanks. Во втором цикле входная строка разбивается на части, пока оставшаяся часть не станет достаточно короткой. Как и в языке Си, операцию присваивания можно использовать в качестве выражения, поэтому в конструкции

if ((n=length($0)) <= N)...

длина входной строки присваивается n до проверки значения. Обратите внимание на скобки.

Упражнение 4.10

Измените программу fold так, чтобы разрыв строки происходил на пробеле или символе табуляции, а не посреди слова. Сделайте эту программу пригодной и для длинных слов.

Взаимодействие с интерпретатором

Допустим, что вы намереваетесь написать программу field n. Эта программа будет печатать n-е поле каждой входной строки так, чтобы можно было, например, задать:

$ who | field 1

для печати только имен, под которыми пользователи входят в систему. Язык awk явно предоставляет возможность выбора полей. Наша основная задача — передать номер n программе awk. Ниже приведено одно из возможных решений:

$ awk '{print $'$1'}'

Здесь $1 открыто (не внутри каких либо кавычек), и поэтому становится номером поля, доступным в программе awk. При ином решении используются кавычки:

awk "{print \$$1}"

Аргумент обрабатывается интерпретатором, поэтому \$ становится $, а $1 заменяется на значение n. Мы предпочитаем решение с апострофами (одиночными кавычками), поскольку при использовании кавычек в типичной программе awk появится слишком много символов \.