awk

awk是一种编程语言,用于在linux/unix下对文本和数据进行处理。

#####数据可以来自标准输入(stdin)、一个或多个文件,或其它命令的输出。它支持用户自定义函数和动态正则表达式等先进功能,是linux/unix下的一个强大编程工具。它在命令行中使用,但更多是作为脚本来使用。awk有很多内建的功能,比如数组、函数等,这是它和C语言的相同之处,灵活性是awk最大的优势。

awk命令格式和选项

语法形式

awk [options] 'script' var=value file(s)
awk [options] -f scriptfile var=value file(s)

常用命令选项

-F fs fs指定输入分隔符,fs可以是字符串或正则表达式,如-F:
-v var=value 赋值一个用户定义变量,将外部变量传递给awk
-f scripfile 从脚本文件中读取awk命令
-m[fr] val 对val值设置内在限制,-mf选项限制分配给val的最大块数目;
-mr选项限制记录的最大数目。这两个功能是Bell实验室版awk的扩展功能,在标准awk中不适用。

awk模式和操作

#####awk脚本是由模式和操作组成的。

  1. 模式
模式可以是以下任意一个:
  • /正则表达式/:使用通配符的扩展集。
  • 关系表达式:使用运算符进行操作,可以是字符串或数字的比较测试。
  • 模式匹配表达式:用运算符(匹配)和!(不匹配)。
  • BEGIN语句块、pattern语句块、END语句块:参见awk的工作原理
  1. 操作

操作由一个或多个命令、函数、表达式组成,之间由换行符或分号隔开,并位于大括号内,主要部分是:

  • 变量或数组赋值
  • 输出命令
  • 内置函数
  • 控制流语句

awk脚本基本结构

awk ‘BEGIN{ print “start” } pattern{ commands } END{ print “end” }’ file

一个awk脚本通常由:BEGIN语句块、能够使用模式匹配的通用语句块、END语句块3部分组成,这三个部分是可选的。任意一个部分都可以不出现在脚本中,脚本通常是被单引号或双引号中,例如:

awk ‘BEGIN{ i=0 } { i++ } END{ print i }’ filename

awk的工作原理

awk ‘BEGIN{ commands } pattern{ commands } END{ commands }’

  1. 执行BEGIN{ commands }语句块中的语句;
  2. 从文件或标准输入(stdin)读取一行,然后执行pattern{ commands }语句块,它逐行扫描文件,从第一行到最后一行重复这个过程,直到文件全部被读取完毕。
  3. 当读至输入流末尾时,执行END{ commands }语句块。

BEGIN语句块

在awk开始从输入流中读取行之前被执行,这是一个可选的语句块,比如变量初始化、打印输出表格的表头等语句通常可以写在BEGIN语句块中。

END语句块

在awk从输入流中读取完所有的行之后即被执行,比如打印所有行的分析结果这类信息汇总都是在END语句块中完成,它也是一个可选语句块。
pattern语句块中的通用命令是最重要的部分,它也是可选的。如果没有提供pattern语句块,则默认执行{ print },即打印每一个读取到的行,awk读取的每一行都会执行该语句块。

示例
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echo -e "A line 1nA line 2" | awk 'BEGIN{ print "Start" } { print } END{ print "End" }'
Start
A line 1
A line 2
End
当使用不带参数的print时,它就打印当前行,当print的参数是以逗号进行分隔时,打印时则以空格作为定界符。在awk的print语句块中双引号是被当作拼接符使用,例如:
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2
echo | awk '{ var1="v1"; var2="v2"; var3="v3"; print var1,var2,var3; }'
v1 v2 v3

双引号拼接使用:

1
2
echo | awk '{ var1="v1"; var2="v2"; var3="v3"; print var1"="var2"="var3; }'
v1=v2=v3

{ }类似一个循环体,会对文件中的每一行进行迭代,通常变量初始化语句(如:i=0)以及打印文件头部的语句放入BEGIN语句块中,将打印的结果等语句放在END语句块中。

awk内置变量(预定义变量)

说明:[A][N][P][G]表示第一个支持变量的工具,[A]=awk、[N]=nawk、[P]=POSIXawk、[G]=gawk

$n 当前记录的第n个字段,比如n为1表示第一个字段,n为2表示第二个字段。
$0 这个变量包含执行过程中当前行的文本内容。
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| [N] | ARGC        | 命令行参数的数目。                                                |   |   |
| [G] | ARGIND | 命令行中当前文件的位置(从0开始算)。 | | |
| [N] | ARGV | 包含命令行参数的数组。 [G] CONVFMT 数字转换格式(默认值为%.6g)。 | | |
| [P] | ENVIRON | 环境变量关联数组。 | | |
| [N] | ERRNO | 最后一个系统错误的描述。 | | |
| [G] | FIELDWIDTHS | 字段宽度列表(用空格键分隔)。 | | |
| [A] | FILENAME | 当前输入文件的名。 | | |
| [P] | FNR | 同NR,但相对于当前文件。 | | |
| [A] | FS | 字段分隔符(默认是任何空格)。 | | |
| [G] | IGNORECASE | 如果为真,则进行忽略大小写的匹配。 | | |
| [A] | NF | 表示字段数,在执行过程中对应于当前的字段数。 | | |
| [A] | NR | 表示记录数,在执行过程中对应于当前的行号。 | | |
| [A] | OFMT | 数字的输出格式(默认值是%.6g)。 | | |
| [A] | OFS | 输出字段分隔符(默认值是一个空格)。 | | |
| [A] | ORS | 输出记录分隔符(默认值是一个换行符)。 | | |
| [A] | RS | 记录分隔符(默认是一个换行符)。 | | |
| [N] | RSTART | 由match函数所匹配的字符串的第一个位置。 | | |
| [N] | RLENGTH | 由match函数所匹配的字符串的长度。 | | |
| [N] | SUBSEP | 数组下标分隔符(默认值是34)。 | | |

awk运算与判断

作为一种程序设计语言所应具有的特点之一,awk支持多种运算,这些运算与C语言提供的基本相同。awk还提供了一系列内置的运算函数(如log、sqr、cos、sin等)和一些用于对字符串进行操作(运算)的函数(如length、substr等等)。这些函数的引用大大的提高了awk的运算功能。作为对条件转移指令的一部分,关系判断是每种程序设计语言都具备的功能,awk也不例外,awk中允许进行多种测试,作为样式匹配,还提供了模式匹配表达式(匹配)和!(不匹配)。作为对测试的一种扩充,awk也支持用逻辑运算符。

算术运算符

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|运算符  | 描述 |
| + - | 加,减 |
| * / & | 乘,除与求余 |
| + - ! | 一元加,减和逻辑非 |
| ^ *** | 求幂 |
| ++ -- | 增加或减少,作为前缀或后缀 |
例:
1
awk 'BEGIN{a="b";print a++,++a;}' 0 2

注意:所有用作算术运算符进行操作,操作数自动转为数值,所有非数值都变为0

赋值运算符

1
2
| 运算符                  | 描述     |
| = += -= *= /= %= ^= **= | 赋值语句 |

例:

a+=5; 等价于:a=a+5; 其它同类

逻辑运算符

1
2
3
| 运算符 | 描述   |
| || | 逻辑或 |
| && | 逻辑与 |
例:
1
2
awk 'BEGIN{a=1;b=2;print (a>5 && b<=2),(a>5 || b<=2);}'
0 1

正则运算符

1
2
|运算符 |描述
| ~ ~! |匹配正则表达式和不匹配正则表达式
例:
1
2
awk 'BEGIN{a="100testa";if(a ~ /^100*/){print "ok";}}'
ok

关系运算符

1
2
| 运算符          | 描述       |
| < <= > >= != == | 关系运算符 |
例:
1
2
awk 'BEGIN{a=11;if(a >= 9){print "ok";}}'
ok

注意:> < 可以作为字符串比较,也可以用作数值比较,关键看操作数如果是字符串就会转换为字符串比较。两个都为数字才转为数值比较。字符串比较:按照ASCII码顺序比较。

其它运算符

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| 描述                 | 运算符   |
| $ | 字段引用 |
| 字符串连接符 | 空格 |
| C条件表达式 | ?: |
| 数组中是否存在某键值 | in |
例:
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awk 'BEGIN{a="b";print a=="b"?"ok":"err";}'
ok
awk 'BEGIN{a="b";arr[0]="b";arr[1]="c";print (a in arr);}'
0
awk 'BEGIN{a="b";arr[0]="b";arr["b"]="c";print (a in arr);}'
1

运算级优先级表

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| 级别 | 运算符                           | 说明             |
| 1 | =,+=,-=,*=,/=,%=,&=,^=,|=,<<=,>>= | 赋值、运算、赋值 |
| 2 | || | 逻辑或 |
| 3 | && | 逻辑或 |
| 4 | | | 按位或 |
| 5 | ^ | 按位异或 |
| 6 | & | 按位与 |
| 7 | ==,!= | 等于、不等于 |
| 8 | <=,>=,<,> | 小于等于、大于等于、小于、大于 |
| 9 | <<,>> | 按位左移、按位右移 |
| 10 | +,- | 加、减 |
| 11 | *,/,% | 乘、除、取模 |
| 12 | !,~ | 逻辑非、按位取反或补码 |
| 13 | -,+ | 正反 |

级别越高越优先 级别越高越优先

awk高级输入输出

读取下一条记录

awk中next语句使用:在循环逐行匹配,如果遇到next,就会跳过当前行,直接忽略下面语句。而进行下一行匹配。net语句一般用于多行合并:

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cat text.txt
a
b
c
d
e
awk 'NR%2==1{next}{print NR,$0;}' text.txt
2 b
4 d

当记录行号除以2余1,就跳过当前行。下面的print NR,$0也不会执行。下一行开始,程序有开始判断NR%2值。这个时候记录行号是:2 ,就会执行下面语句块:’print NR,$0’
分析发现需要将包含有“web”行进行跳过,然后需要将内容与下面行合并为一行:

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20
cat text.txt
web01[192.168.2.100]
httpd ok
tomcat ok
sendmail ok
web02[192.168.2.101]
httpd ok
postfix ok
web03[192.168.2.102]
mysqld ok
httpd ok
0
awk '/^web/{T=$0;next;}{print T":t"$0;}' test.txt
web01[192.168.2.100]: httpd ok
web01[192.168.2.100]: tomcat ok
web01[192.168.2.100]: sendmail ok
web02[192.168.2.101]: httpd ok
web02[192.168.2.101]: postfix ok
web03[192.168.2.102]: mysqld ok
web03[192.168.2.102]: httpd ok

简单地读取一条记录

awk getline用法:

输出重定向需用到getline函数。getline从标准输入、管道或者当前正在处理的文件之外的其他输入文件获得输入。它负责从输入获得下一行的内容,并给NF,NR和FNR等内建变量赋值。如果得到一条记录,getline函数返回1,如果到达文件的末尾就返回0,如果出现错误,例如打开文件失败,就返回-1。

getline语法:

getline var,变量var包含了特定行的内容。

awk getline从整体上来说,用法说明:

当其左右无重定向符|或<时:getline作用于当前文件,读入当前文件的第一行给其后跟的变量var或$0(无变量),应该注意到,由于awk在处理getline之前已经读入了一行,所以getline得到的返回结果是隔行的。

当其左右有重定向符|或<时:getline则作用于定向输入文件,由于该文件是刚打开,并没有被awk读入一行,只是getline读入,那么getline返回的是该文件的第一行,而不是隔行。

示例:
执行linux的date命令,并通过管道输出给getline,然后再把输出赋值给自定义变量out,并打印它:
awk 'BEGIN{ "date" | getline out; print out }' test
执行shell的date命令,并通过管道输出给getline,然后getline从管道中读取并将输入赋值给out,split函数把变量out转化成数组mon,然后打印数组mon的第二个元素:
awk 'BEGIN{ "date" | getline out; split(out,mon); print mon[2] }' test
命令ls的输出传递给geline作为输入,循环使getline从ls的输出中读取一行,并把它打印到屏幕。这里没有输入文件,因为BEGIN块在打开输入文件前执行,所以可以忽略输入文件。
awk 'BEGIN{ while( "ls" | getline) print }'
关闭文件
awk中允许在程序中关闭一个输入或输出文件,方法是使用awk的close语句。
close("filename")
filename可以是getline打开的文件,也可以是stdin,包含文件名的变量或者getline使用的确切命令。或一个输出文件,可以是stdout,包含文件名的变量或使用管道的确切命令。
输出到一个文件

awk中允许用如下方式将结果输出到一个文件:

echo | awk '{printf("hello word!n") > "datafile"}'
或
echo | awk '{printf("hello word!n") >> "datafile"}'
设置字段定界符

默认的字段定界符是空格,可以使用-F “定界符” 明确指定一个定界符:

awk -F: '{ print $NF }' /etc/passwd
或
awk 'BEGIN{ FS=":" } { print $NF }' /etc/passwd

在BEGIN语句块中则可以用OFS=“定界符”设置输出字段的定界符。

流程控制语句

在linux awk的while、do-while和for语句中允许使用break,continue语句来控制流程走向,也允许使用exit这样的语句来退出。break中断当前正在执行的循环并跳到循环外执行下一条语句。if 是流程选择用法。awk中,流程控制语句,语法结构,与c语言类型。有了这些语句,其实很多shell程序都可以交给awk,而且性能是非常快的。下面是各个语句用法。

条件判断语句
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4
if(表达式)
语句1
else
语句2
格式中语句1可以是多个语句,为了方便判断和阅读,最好将多个语句用{}括起来。

awk分枝结构允许嵌套,其格式为:

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if(表达式)
{语句1}
else if(表达式)
{语句2}
else
{语句3}
示例:
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awk 'BEGIN{
test=100;
if(test>90){
print "very good";
}
else if(test>60){
print "good";
}
else{
print "no pass";
}
}'
very good

每条命令语句后面可以用;分号结尾。

循环语句
while语句
1
2
while(表达式)
{语句}

示例:

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awk 'BEGIN{
test=100;
total=0;
while(i<=test){
total+=i;
i++;
}
print total;
}'
5050

for循环

#####for循环有两种格式:

  • 格式1:
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for(变量 in 数组)
{语句}
示例:
awk 'BEGIN{
for(k in ENVIRON){
print k"="ENVIRON[k];
}

}'
TERM=linux
G_BROKEN_FILENAMES=1
SHLVL=1
pwd=/root/text
...
logname=root
HOME=/root
SSH_CLIENT=192.168.1.21 53087 22

ENVIRON是awk常量,是子典型数组。

  • 格式2:
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for(变量;条件;表达式)
{语句}
示例:
awk 'BEGIN{
total=0;
for(i=0;i<=100;i++){
total+=i;
}
print total;
}'
5050
  • do循环
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do
{语句} while(条件)
例子:
awk 'BEGIN{
total=0;
i=0;
do {total+=i;i++;} while(i<=100)
print total;
}'
5050
  • 其他语句

    • break 当 break 语句用于 while 或 for 语句时,导致退出程序循环。

    • continue 当 continue 语句用于 while 或 for 语句时,使程序循环移动到下一个迭代。

    • next 能能够导致读入下一个输入行,并返回到脚本的顶部。这可以避免对当前输入行执行其他的操作过程。

    • exit 语句使主输入循环退出并将控制转移到END,如果END存在的话。如果没有定义END规则,或在END中应用exit语句,则终止脚本的执行。

数组应用

数组是awk的灵魂,处理文本中最不能少的就是它的数组处理。因为数组索引(下标)可以是数字和字符串在awk中数组叫做关联数组(associative arrays)。awk 中的数组不必提前声明,也不必声明大小。数组元素用0或空字符串来初始化,这根据上下文而定。

数组的定义

数字做数组索引(下标):

Array[1]="sun"
Array[2]="kai"

字符串做数组索引(下标):

Array["first"]="www"
Array["last"]="name"
Array["birth"]="1987"

使用中print Array[1]会打印出sun;使用print Array[2]会打印出kai;使用print[“birth”]会得到1987。

  • 读取数组的值

    1
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    { for(item in array) {print array[item]}; } #输出的顺序是随机的
    { for(i=1;i<=len;i++) {print array[i]}; } #Len是数组的长度
  • 数组相关函数

  • 得到数组长度:

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    awk 'BEGIN{info="it is a test";lens=split(info,tA," ");print length(tA),lens;}'
    4 4
    length返回字符串以及数组长度,split进行分割字符串为数组,也会返回分割得到数组长度。
    awk 'BEGIN{info="it is a test";split(info,tA," ");print asort(tA);}'
    4
    asort对数组进行排序,返回数组长度。
    *** 输出数组内容(无序,有序输出):
    awk 'BEGIN{info="it is a test";split(info,tA," ");for(k in tA){print k,tA[k];}}'
    4 test
    1 it
    2 is
    3 a
    for…in输出,因为数组是关联数组,默认是无序的。所以通过for…in得到是无序的数组。如果需要得到有序数组,需要通过下标获得。
    awk 'BEGIN{info="it is a test";tlen=split(info,tA," ");for(k=1;k<=tlen;k++){print k,tA[k];}}'
    1 it
    2 is
    3 a
    4 test

    注意:数组下标是从1开始,与C数组不一样。

  • 判断键值存在以及删除键值:
    错误的判断方法:

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awk 'BEGIN{tB["a"]="a1";tB["b"]="b1";if(tB["c"]!="1"){print "no found";};for(k in tB){print k,tB[k];}}'
no found
a a1
b b1
c

以上出现奇怪问题,tB[“c”]没有定义,但是循环时候,发现已经存在该键值,它的值为空,这里需要注意,awk数组是关联数组,只要通过数组引用它的key,就会自动创建改序列。

  • 正确判断方法:
    1
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    4
    awk 'BEGIN{tB["a"]="a1";tB["b"]="b1";if( "c" in tB){print "ok";};for(k in tB){print k,tB[k];}}'
    a a1
    b b1
    if(key in array)通过这种方法判断数组中是否包含key键值。
  • 删除键值:
    1
    2
    3
    [chengmo@localhost ~]$ awk 'BEGIN{tB["a"]="a1";tB["b"]="b1";delete tB["a"];for(k in tB){print k,tB[k];}}'
    b b1
    delete array[key]可以删除,对应数组key的,序列值。
  • 二维、多维数组使用
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awk 'BEGIN{
for(i=1;i<=9;i++){
for(j=1;j<=9;j++){
tarr[i,j]=i*j; print i,"*",j,"=",tarr[i,j];
}
}
}'
1 * 1 = 1
1 * 2 = 2
1 * 3 = 3
1 * 4 = 4
1 * 5 = 5
1 * 6 = 6
...
9 * 6 = 54
9 * 7 = 63
9 * 8 = 72
9 * 9 = 81
可以通过array[k,k2]引用获得数组内容。
另一种方法:
awk 'BEGIN{
for(i=1;i<=9;i++){
for(j=1;j<=9;j++){
tarr[i,j]=i*j;
}
}
for(m in tarr){
split(m,tarr2,SUBSEP); print tarr2[1],"*",tarr2[2],"=",tarr[m];
}
}'

内置函数

awk内置函数,主要分以下3种类似:算数函数、字符串函数、其它一般函数、时间函数。

算术函数

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|格式| 描述|
|atan2( y, x )| 返回 y/x 的反正切。|
|cos( x )| 返回 x 的余弦;x 是弧度。|
|sin( x )| 返回 x 的正弦;x 是弧度。 |
|exp( x )| 返回 x 幂函数。 |
|log( x )| 返回 x 的自然对数。|
|sqrt( x )| 返回 x 平方根。 |
|int( x )| 返回 x 的截断至整数的值。 |
|rand( )| 返回任意数字 n,其中 0 <= n < 1。|
|srand( [expr] )| 将 rand 函数的种子值设置为 Expr 参数的值,或如果省略 Expr 参数则使用某天的时间。返回先前的种子值。 |

字符串函数

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|格式| 描述|
|gsub( Ere, Repl, [ In ] ) |除了正则表达式所有具体值被替代这点,它和 sub 函数完全一样地执行。 |
|sub( Ere, Repl, [ In ] ) |用 Repl 参数指定的字符串替换 In 参数指定的字符串中的由 Ere 参数指定的扩展正则表达式的第一个具体值。sub 函数返回替换的数量。出现在 Repl 参数指定的字符串中的 &(和符号)由 In 参数指定的与 Ere 参数的指定的扩展正则表达式匹配的字符串替换。如果未指定 In 参数,缺省值是整个记录($0 记录变量)。 |
|index( String1, String2 ) |在由 String1 参数指定的字符串(其中有出现 String2 指定的参数)中,返回位置,从 1 开始编号。如果 String2 参数不在 String1 参数中出现,则返回 0(零)。 |
|length [(String)] |返回 String 参数指定的字符串的长度(字符形式)。如果未给出 String 参数,则返回整个记录的长度($0 记录变量)。 |
|blength [(String)] |返回 String 参数指定的字符串的长度(以字节为单位)。如果未给出 String 参数,则返回整个记录的长度($0 记录变量)。 |
|substr( String, M, [ N ] ) |返回具有 N 参数指定的字符数量子串。子串从 String 参数指定的字符串取得,其字符以 M 参数指定的位置开始。M 参数指定为将 String 参数中的第一个字符作为编号 1。如果未指定 N 参数,则子串的长度将是 M 参数指定的位置到 String 参数的末尾 的长度。|
|match( String, Ere ) |在 String 参数指定的字符串(Ere 参数指定的扩展正则表达式出现在其中)中返回位置(字符形式),从 1 开始编号,或如果 Ere 参数不出现,则返回 0(零)。RSTART 特殊变量设置为返回值。RLENGTH 特殊变量设置为匹配的字符串的长度,或如果未找到任何匹配,则设置为 -1(负一)。 |
|split( String, A, [Ere] ) |将 String 参数指定的参数分割为数组元素 A[1], A[2], . . ., A[n],并返回 n 变量的值。此分隔可以通过 Ere 参数指定的扩展正则表达式进行,或用当前字段分隔符(FS 特殊变量)来进行(如果没有给出 Ere 参数)。除非上下文指明特定的元素还应具有一个数字值,否则 A 数组中的元素用字符串值来创建。|
|tolower( String ) |返回 String 参数指定的字符串,字符串中每个大写字符将更改为小写。大写和小写的映射由当前语言环境的 LC_CTYPE 范畴定义。 |
|toupper( String ) |返回 String 参数指定的字符串,字符串中每个小写字符将更改为大写。大写和小写的映射由当前语言环境的 LC_CTYPE 范畴定义。 |
|sprintf(Format, Expr, Expr, . . . ) |根据 Format 参数指定的 printf 子例程格式字符串来格式化 Expr 参数指定的表达式并返回最后生成的字符串。|

注:Ere都可以是正则表达式。

格式化字符串输出(sprintf使用)

格式化字符串格式:
其中格式化字符串包括两部分内容:一部分是正常字符,这些字符将按原样输出; 另一部分是格式化规定字符,以”%”开始,后跟一个或几个规定字符,用来确定输出内容格式。

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| 格式 | 描述                          |
| %d | 十进制有符号整数 |
| %u | 十进制无符号整数 |
| %f | 浮点数 |
| %s | 字符串 |
| %c | 单个字符 |
| %p | 指针的值 |
| %e | 指数形式的浮点数 |
| %x | %X 无符号以十六进制表示的整数 |
| %o | 无符号以八进制表示的整数 |
| %g | 自动选择合适的表示法 |

strftime日期和时间格式说明符

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| 格式 | 描述                                                     |
| %a | 星期几的缩写(Sun) |
| %A | 星期几的完整写法(Sunday) |
| %b | 月名的缩写(Oct) |
| %B | 月名的完整写法(October) |
| %c | 本地日期和时间 |
| %d | 十进制日期 |
| %D | 日期 08/20/99 |
| %e | 日期,如果只有一位会补上一个空格 |
| %H | 用十进制表示24小时格式的小时 |
| %I | 用十进制表示12小时格式的小时 |
| %j | 从1月1日起一年中的第几天 |
| %m | 十进制表示的月份 |
| %M | 十进制表示的分钟 |
| %p | 12小时表示法(AM/PM) |
| %S | 十进制表示的秒 |
| %U | 十进制表示的一年中的第几个星期(星期天作为一个星期的开始) |
| %w | 十进制表示的星期几(星期天是0) |
| %W | 十进制表示的一年中的第几个星期(星期一作为一个星期的开始) |
| %x | 重新设置本地日期(08/20/99) |
| %X | 重新设置本地时间(12:00:00) |
| %y | 两位数字表示的年(99) |
| %Y | 当前月份 |
| %Z | 时区(PDT) |
| %% | 百分号(%) |