---

---

该系列是基于牛客Shell题库，针对具体题目进行查漏补缺，学习相应的命令。

刷题链接：牛客题霸-Shell篇。

该系列文章都放到专栏下，专栏链接为：《专栏：Linux》。欢迎关注专栏~

本文知识预告：

• 本文首先结合之前正则表达式的相关知识，给出了IP地址的正则式；
• 然后给出了五种题目的解决方法，主要考的还是正则表达式的使用。

---

---

题目：SHELL16 判断输入的是否为IP地址

写一个脚本统计文件nowcoder.txt中的每一行是否是正确的IP地址。

• 如果是正确的IP地址输出：yes
• 如果是错误的IP地址，且是四段号码的话输出：no，否则的话输出：error

假设nowcoder.txt内容如下：

192.168.1.1
192.168.1.0
300.0.0.0
123

你的脚本应该输出：

yes
yes
no
error

相关命令学习

awk：文本和数据进行处理的编程语言

awk命令来自于三位创始人”Alfred Aho，Peter Weinberger, Brian Kernighan “的姓氏缩写，其功能是用于对文本和数据进行处理的编程语言。使用awk命令可以让用户自定义函数或正则表达式对文本内容进行高效管理，与sed、grep并称为Linux系统中的文本三剑客。

语法格式：awk 参数 文件

常用参数：

参数	功能
-F	指定输入时用到的字段分隔符
-v	自定义变量
-f	从脚本中读取awk命令
-m	对val值设置内在限制

常用的awk内置变量：

awk语法由一系列条件和动作组成，在花括号内可以有多个动作，多个动作之间用分号分隔，在多个条件和动作之间可以有若干空格，也可以没有。

变量名称	说明
FILENAME	当前输入文档的文件名
FNR	当前输入文档的当前行号，尤其当多个输入文档时有用
FS	设置字段分隔符，默认为空格或制表符
NF	当前记录（行）的字段（列）个数
NR	输入数据流的当前记录数（行号）
OFS	输出字段分隔符，默认为空格
ORS	输出记录分隔符，默认为换行符
RS	输入记录分隔符，默认为换行符

awk是一种处理文本文件的编程语言，文件的每行数据都被称为记录，默认以空格或制表符为分隔符，每条记录被分成若干字段（列），awk每次从文件中读取一条记录。

例子：

1. 仅显示指定文件中第1、2列的内容（默认以空格为间隔符）：

lucky@DESKTOP-VQ8KID4:~/shell$ awk '{print $1,$2}' nowcoder.txt
#include <iostream>
using namespace
int main()
{
int a
int b
cout <<
return 0;
}

2. 以冒号为间隔符，仅显示指定文件中第1列的内容：

lucky@DESKTOP-VQ8KID4:~/shell$ awk -F : '{print $1,$2}' /etc/passwd
root x
daemon x
bin x
...
tcpdump x
sshd x
landscape x
pollinate x
lucky x

/etc/passwd文件中的内容由:分隔开。

3. 以冒号为间隔符，显示系统中所有UID号码大于500的用户信息（第3列）：

lucky@DESKTOP-VQ8KID4:~/shell$ awk -F : '$3>=500' /etc/passwd
nobody:x:65534:65534:nobody:/nonexistent:/usr/sbin/nologin
lucky:x:1000:1000:,,,:/home/lucky:/bin/bash

4. 仅显示指定文件中含有指定关键词main的内容：

lucky@DESKTOP-VQ8KID4:~/shell$ awk '/main/{print}' nowcoder.txt
int main()

5. 以冒号为间隔符，仅显示指定文件中最后一个字段的内容：

lucky@DESKTOP-VQ8KID4:~/shell$ awk -F : '{print $NF}' /etc/passwd
/bin/bash
/usr/sbin/nologin
/usr/sbin/nologin
...
/usr/sbin/nologin
/bin/false
/bin/bash

6. 输出行号，NR将所有文件的数据视为一个数据流，而FNR则是将多个文件的数据视为独立的若干个数据流，遇到新文件时行号从1开始重新递增。

lucky@DESKTOP-VQ8KID4:~$ awk '{print NR}' first.txt three.sh
1
2
3
lucky@DESKTOP-VQ8KID4:~$ awk '{print FNR}' first.txt three.sh
1
1
2

正则语法学习

正则表达式为高级的文本模式匹配、抽取、与/或文本形式的搜索和替换功能提供了基础。简单地说，正则表达式是一些由字符和特殊符号组成的字符串，它们描述了模式的重复或者表述多个字符，于是正则表达式能按照某种模式匹配一系列有相似特征的字符串。

把标准字母表用于通用文本，我们展示了一些简单的正则表达式以及这些模式所表述的字符串。下面所介绍的正则表达式都是最基本、最普通的。它们仅仅用一个简单的字符串构造成一个匹配字符串的模式：该字符串由正则表达式定义。

正则表达式模式	匹配的字符串
foo	foo
abc123	abc123
Python	Python

上面的第一个正则表达式模式是“foo”。该模式没有使用任何特殊符号去匹配其他符号，而只匹配所描述的内容，所以，能够匹配这个模式的只有包含“foo”的字符串。同理，对于字符串“Python”和“abc123”也一样。

正则表达式的强大之处在于引入特殊字符来定义字符集、匹配子组和重复模式。正是由于这些特殊符号，使得正则表达式可以匹配字符串集合，而不仅仅只是某单个字符串。下面列出最常见的符号和字符。
符号：

表示法	描述	正则表达式示例
literal	匹配文本字符串的字面值literal	foo
re1\\|re2	匹配正则表达式re1 或者 re2	foo|bar
.	匹配任何字符(除了\\n之外)	b.b
^	匹配字符串起始部分	^Dear
$	匹配字符串终止部分	/bin/*sh$
*	匹配 0 次或者多次前面出现的正则表达式	[A-Za-z0-9]*
+	匹配 1 次或者多次前面出现的正则表达式	[a-z]+.com
?	匹配 0 次或者 1 次前面出现的正则表达式	goo?
{N}	匹配 N 次前面出现的正则表达式	[0-9]{3}
{M,N}	匹配 M～N 次前面出现的正则表达式	[0-9]{5,9}
[…]	匹配来自字符集的任意单一字符	[aeiou]
[..x−y..]	匹配 x～y 范围中的任意单一字符	[0-9], [A-Za-z]
[^…]	不匹配此字符集中出现的任何一个字符，包括某一范围的字符	[^aeiou], [^A-Za-z0-9]

特殊字符

表示法	描述	正则表达式示例
\\d	匹配任何十进制数字，与[0-9]一致（\\D与\\d相反，不匹配任何非数值型的数字）	data\d+.txt
\\w	匹配任何字母数字字符，与[A-Za-z0-9_]相同 （\\W与之相反）	[A-Za-z_]\w+
\\s	匹配任何空格字符，与[\\n\\t\\r\\v\\f]相同（\\S与之相反）	of\sthe
\\b	匹配任何单词边界（\\B与之相反）\\bThe\\b\\N
匹配已保存的子组N	price:\16
\\c	逐字匹配任何特殊字符c（即仅按照字面意义匹配，不匹配特殊含义）	.,\,*
\\A(\\Z)	匹配字符串的起始（结束）	\ADear

【举例】匹配空行，如下两个正则表达式匹配空行：

• “^$”：表示空行
• “^[ ]*$”：表示空行以及全是空格的行

题目解决方案

要想做这道题，有两个大的方向，一个是利用正则表达式直接匹配IP地址，另一个是利用循环判断来筛选出正确的IP地址。

先来简单说说如何用正则表达式匹配IP地址：

0-255数字匹配

匹配数字区间	相应的正则表达式
0-99	[1-9]?[0-9]
100-199	1[0-9]{2}
200-249	2[0-4][0-9]
250-255	25[0-4]

所以，0-255 匹配表达式：[1-9]?[0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-4]
正确IP其实就是由4个0-255的数字加上三个点组成的，故IP匹配的正则表达式：

^(([1-9]?[0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-4])\.){3}([1-9]?[0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-4])$

那么，不正确的IP地址的正则表达式呢？如下就是一共有4段，每段的数字是任意0-999之间的数字

^([0-9]+\.){3}([0-9]+)$

这种情况，排除掉上面正确的IP地址的情况，剩下的就是题目中输出“no”的字符了！

方法一：awk命令

awk -F '.' '{
    if(NF==4){
        for(i=1; i<5; i++){
            if($i>255 || $i<0){
                print("no")
                break
            }
        }
        if(i==5){
            print("yes")
        }
    }else{
            print("error")
    }
}'

方法二：while+awk

while read line
do
    echo $line | awk -F "." 'f=0;{for(i=1;i<=NF;i++){if(NF!=4 || $i<0 || $i>255){f=1}}} END{print NF!=4 ? "error" : f == 1 ? "no" : "yes"}'
done < nowcoder.txt

方法三：while+awk+if

while read line; do
	l=$(echo $line | awk -F. '{print NF}')
	if [[ $l -eq 4 ]]; then
		m=0
		for n in $(echo $line | awk -F. '{for(i=1;i<=NF;i++){print $i}}'); do
			if [[ $n -ge 0 ]] && [[ $n -le 255 ]]; then
				let m++
				if [[ $m -eq 4 ]]; then
					echo yes
				fi
			else
				echo no
			fi
		done
	else
		echo error
	fi
done <nowcoder.txt

方法四：awk+正则表达式

awk '{
    if($0~/^(([1-9]?[0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-4])\.){3}([1-9]?[0-9]|1[0-9]{2}|2[0-4][0-9]|25[0-4])$/){
        print "yes"
    } else if($0~/^([0-9]+\.){3}([0-9]+)$/){
        print "no"
    }else{
        print "error"
    }
}' nowcoder.txt

方法五：循环+正则表达式

ip_re='^((25[0-5]|2[0-4][0-9]|1[0-9]{2}|[1-9]?[0-9])\.){3}(25[0-5]|2[0-4][0-9]|1[0-9]{2}|[1-9]?[0-9])$'
while read line; do
	if [[ $line =~ ^([0-9]+\.){3}([0-9]+)$ ]]; then
		if [[ $line =~ $ip_re ]]; then
			echo 'yes'
		else
			echo 'no'
		fi
	else
		echo 'error'
	fi
done <nowcoder.txt