Linux常用命令学习笔记：grep

1. 命令概述

命令名称：grep(英文全拼：global regular expression print)
核心功能：使用正则表达式搜索文本，显示匹配的行
主要用途：文本搜索、模式匹配、日志分析、文件过滤
家族成员：egrep（扩展正则表达式）、fgrep（固定字符串）

2. 语法格式

grep [选项] 模式 文件...

3. 常用选项

选项	说明
`-i`	忽略大小写
`-v`	反向匹配，显示不匹配的行
`-n`	显示匹配行的行号
`-c`	统计匹配行数
`-l`	只显示包含匹配项的文件名
`-L`	只显示不包含匹配项的文件名
`-r`	递归搜索目录
`-w`	匹配整个单词
`-x`	匹配整行
`-A n`	显示匹配行及后 n 行
`-B n`	显示匹配行及前 n 行
`-C n`	显示匹配行及前后各 n 行
`-E`	使用扩展正则表达式（等同于 `egrep`）
`-F`	使用固定字符串（等同于 `fgrep`）
`--color`	高亮显示匹配内容
`--help`	显示帮助信息
`--version`	显示版本信息

4. 基本正则表达式语法

元字符	说明
`^`	匹配行首
`$`	匹配行尾
`.`	匹配任意单个字符
`*`	匹配前一个字符 0 次或多次
`[]`	字符集，匹配方括号内的任意字符
`[^]`	否定字符集，不匹配方括号内的字符
“	转义字符
`\{n\}`	匹配前一个字符 n 次
`\{n,\}`	匹配前一个字符至少 n 次
`\{n,m\}`	匹配前一个字符 n 到 m 次

5. 常用实例详解

(1) 基本搜索

# 搜索包含"error"的行
grep 'error' file.log

# 搜索包含"error"的行，忽略大小写
grep -i 'error' file.log

# 搜索包含"error"的行，显示行号
grep -n 'error' file.log

# 统计包含"error"的行数
grep -c 'error' file.log

# 只显示包含"error"的文件名
grep -l 'error' *.log

(2) 正则表达式搜索

# 搜索以"error"开头的行
grep '^error' file.log

# 搜索以"error"结尾的行
grep 'error$' file.log

# 搜索包含数字的行
grep '[0-9]' file.txt

# 搜索包含小写字母的行
grep '[a-z]' file.txt

# 搜索包含大写字母的行
grep '[A-Z]' file.txt

# 搜索不包含数字的行
grep '[^0-9]' file.txt

(3) 重复匹配

# 搜索包含至少一个数字的行
grep '[0-9]\+' file.txt

# 搜索包含0个或多个数字的行
grep '[0-9]*' file.txt

# 搜索包含3个数字的行
grep '[0-9]\{3\}' file.txt

# 搜索包含3到5个数字的行
grep '[0-9]\{3,5\}' file.txt

(4) 上下文显示

# 显示匹配行及后2行
grep -A 2 'error' file.log

# 显示匹配行及前2行
grep -B 2 'error' file.log

# 显示匹配行及前后各2行
grep -C 2 'error' file.log

6. 实际应用场景

场景一：日志分析

# 查找错误日志
grep 'ERROR\|FATAL' app.log

# 查找特定时间段的日志
grep '2023-12-19 1[0-9]:' access.log

# 查找IP地址
grep '[0-9]\{1,3\}\.[0-9]\{1,3\}\.[0-9]\{1,3\}\.[0-9]\{1,3\}' access.log

# 查找HTTP状态码
grep ' [2-5][0-9]\{2\} ' access.log

# 查找404错误
grep ' 404 ' access.log

场景二：配置文件搜索

# 查找配置文件中的配置项
grep '^[^#]' nginx.conf  # 查找非注释行

# 查找包含"server"的配置块
grep -A 5 -B 5 'server {' nginx.conf

# 查找所有监听的端口
grep 'listen [0-9]\+;' nginx.conf

# 查找所有server_name
grep 'server_name .*;' nginx.conf

场景三：代码搜索

# 递归搜索目录中的Python文件
grep -r 'def ' *.py

# 搜索函数调用
grep -r 'function_name\(' src/

# 搜索TODO注释
grep -r 'TODO\|FIXME' src/

# 搜索import语句
grep -r '^import ' *.py

# 搜索类定义
grep -r '^class ' *.py

场景四：系统监控

# 查看系统进程
ps aux | grep 'nginx'

# 查看网络连接
netstat -tuln | grep ':[0-9]\+'

# 查看磁盘使用情况
df -h | grep '[0-9]%'

# 查看内存使用情况
free -h | grep 'Mem\|Swap'

# 查看系统负载
uptime | grep -o 'load average: [0-9.]\+'

7. 与其他命令的区别

命令	特点	适用场景
`grep`	基本正则表达式	简单模式匹配
`egrep`	扩展正则表达式，支持 `\\|`、`+`、`?`、`()`	复杂模式匹配
`fgrep`	固定字符串，不支持正则表达式	快速固定字符串搜索
`rgrep`	递归搜索目录	目录搜索
`ag`	更快的搜索工具	代码搜索

8. 注意事项

正则表达式：grep使用基本正则表达式，部分元字符需要转义
特殊字符：+、?、|、()等字符需要转义
性能优化：使用更精确的模式可以提高搜索速度
递归搜索：使用 -r选项递归搜索目录
输出控制：使用 -l、-c、-n等选项控制输出格式

9. 常见问题解决

(1) 特殊字符转义

# 搜索包含"+"的行
grep '\+' file.txt

# 搜索包含"?"的行
grep '\?' file.txt

# 搜索包含"|"的行
grep '\|' file.txt

# 搜索包含"()"的行
grep '\(\)' file.txt

(2) 性能优化

# 使用更精确的模式
grep '^error:' file.log  # 比 'error' 更快

# 使用单词边界
grep -w 'error' file.log  # 只匹配整个单词

# 使用整行匹配
grep -x 'error' file.log  # 只匹配整行

(3) 大文件处理

# 使用管道分页查看
grep 'pattern' largefile.log | less

# 只显示匹配行数
grep -c 'pattern' largefile.log

# 只显示文件名
grep -l 'pattern' *.log

(4) 多文件搜索

# 搜索多个文件
grep 'pattern' file1.txt file2.txt file3.txt

# 搜索所有文本文件
grep 'pattern' *.txt

# 递归搜索目录
grep -r 'pattern' /path/to/dir

# 排除某些文件
grep -r --exclude='*.log' 'pattern' /path/to/dir

核心要点总结：

grep是 Linux 中最常用的文本搜索工具
正则表达式：支持基本正则表达式，部分元字符需要转义
常用选项：-i（忽略大小写）、-v（反向匹配）、-n（显示行号）、-r（递归搜索）
实际应用：日志分析、配置文件搜索、代码搜索、系统监控
性能优化：使用更精确的模式、单词边界、整行匹配
注意事项：特殊字符需要转义，使用单引号包裹模式