简介
文本格式化是 Linux 用户和系统管理员的一项基本技能。以结构化、易读的格式呈现数据的能力，对于创建报告、整理输出以及让信息更易于理解至关重要。
在这个实验中，你将学习如何使用 printf 命令，它是 Linux 中一个强大的文本格式化工具。你将探索各种格式化技术，包括字段对齐、宽度指定、数字格式化以及使用转义序列。这些技能将帮助你为脚本、数据处理和系统管理任务创建结构良好的输出。
printf 基础介绍
Linux 中的 printf 命令用于格式化和打印数据。与较为简单的 echo 命令不同，printf 能让你精确控制文本的显示方式。
在这一步，你将学习 printf 命令的基本语法，并创建你的第一个格式化输出。
首先，导航到你的项目目录：
cd ~/project/text_formattingprintf 的基本语法如下：
printf "format" arguments其中：
- "format" 是一个包含文本和格式说明符的字符串
- 格式说明符以 % 开头，用于定义参数的格式化方式
- arguments 是要进行格式化的值
让我们创建一个简单的示例：
printf "Hello, %s!\n" "World"在这个命令中：
%s是字符串的格式说明符- "World" 是替换
%s的参数 \n在末尾添加一个换行符
你应该会看到如下输出：
Hello, World!现在，尝试使用多个参数：
printf "Name: %s, Role: %s\n" "Alice" "Engineer"输出：
Name: Alice, Role: Engineer让我们将一些格式化后的文本保存到一个文件中：
printf "Today's date: %s\n" "$(date +%Y-%m-%d)" > date.txt
cat date.txt这个命令：
- 使用
$(date +%Y-%m-%d)以 YYYY-MM-DD 格式获取当前日期 - 使用
printf对其进行格式化 - 将输出保存到名为
date.txt的文件中 - 显示文件内容
字符串宽度和对齐格式化
在以列或表格形式显示数据时，控制文本的宽度和对齐方式就显得尤为重要。在这一步，你将学习如何为字符串数据指定字段宽度和对齐方式。
带有宽度控制的字符串格式说明符遵循以下模式：
%[flags][width]s
其中：
[width]指定最小字段宽度[flags]控制对齐方式和其他选项（- 表示左对齐）
让我们创建一个包含格式化列的文件：
touch formatted_names.txt
printf "%-15s %-10s %s\n" "First Name" "Last Name" "Department" >> formatted_names.txt
printf "%-15s %-10s %s\n" "John" "Smith" "Engineering" >> formatted_names.txt
printf "%-15s %-10s %s\n" "Mary" "Johnson" "Marketing" >> formatted_names.txt
printf "%-15s %-10s %s\n" "Robert" "Williams" "Finance" >> formatted_names.txt
cat formatted_names.txt在这个示例中：
%-15s将第一列格式化为宽度为 15 个字符的左对齐字符串%-10s将第二列格式化为宽度为 10 个字符的左对齐字符串%s将第三列格式化为标准字符串\n在末尾添加一个换行符
输出将显示一个列对齐的整齐表格：
First Name Last Name Department
John Smith Engineering
Mary Johnson Marketing
Robert Williams Finance为了查看左对齐和右对齐的区别，尝试以下代码：
printf "Left aligned: '%-10s'\n" "text"
printf "Right aligned: '%10s'\n" "text"输出：
Left aligned: 'text '
Right aligned: ' text'数字和小数值格式化
printf 命令提供了多种格式化数字的选项，包括整数和浮点数值。在这一步，你将学习如何控制数值数据的显示方式。
对于整数，基本的格式说明符是 %d。让我们创建一个包含格式化数字的文件：
touch numerical_data.txt
printf "Decimal: %d, Padded: %05d\n" 42 42 > numerical_data.txt
cat numerical_data.txt在这个示例中：
%d将数字显示为简单的十进制整数%05d将数字显示为 5 位十进制整数，前面用零填充
输出：
Decimal: 42, Padded: 00042对于浮点数，你可以使用 %f 并控制精度：
printf "Float: %f, Rounded: %.2f\n" 3.14159 3.14159 >> numerical_data.txt
cat numerical_data.txt在这个示例中：
%f显示完整的浮点数%.2f显示四舍五入到小数点后 2 位的浮点数
现在完整的文件内容如下：
Decimal: 42, Padded: 00042
Float: 3.141590, Rounded: 3.14你还可以使用不同的数制来格式化数字：
printf "Decimal: %d, Hexadecimal: %x, Octal: %o\n" 16 16 16 >> numerical_data.txt
cat numerical_data.txt添加到文件中的输出：
Decimal: 16, Hexadecimal: 10, Octal: 20使用转义序列
printf 命令中的转义序列允许你在格式化文本中包含特殊字符和控制代码。在这一步，你将学习如何使用各种转义序列。
常见的转义序列包括：
\n- 换行符\t- 制表符\"- 双引号\\- 反斜杠\b- 退格符
让我们创建一个包含转义序列示例的文件：
touch escape_sequences.txt
printf "Lines:\nFirst line\nSecond line\n" > escape_sequences.txt
printf "Tabs:\tColumn1\tColumn2\tColumn3\n" >> escape_sequences.txt
printf "Quotes: \"quoted text\"\n" >> escape_sequences.txt
cat escape_sequences.txt输出将展示这些转义序列的工作方式：
Lines:
First line
Second line
Tabs: Column1 Column2 Column3
Quotes: "quoted text"%b 格式说明符允许解释参数中的转义序列：
printf "%b" "Newline: \\n becomes a\nnew line\n" >> escape_sequences.txt
cat escape_sequences.txt%b 说明符对于解释表示 ASCII 或 Unicode 字符的十六进制转义序列也很有用：
printf "ASCII: %b\n" "\x48\x65\x6c\x6c\x6f" >> escape_sequences.txt
cat escape_sequences.txt输出：
ASCII: Hello创建格式化报告
在这最后一步，你将结合所学的技术来创建一份格式美观的报告。这将展示这些格式化技巧如何应用于实际场景。
让我们创建一个生成系统信息报告的脚本：
touch system_report.sh
chmod +x system_report.sh使用 nano 打开脚本文件：
nano system_report.sh在脚本中添加以下内容：
#!/bin/bash
## Define the output file
report_file="system_report.txt"
## Clear any existing report
> $report_file
## Add formatted header
printf "=======================================\n" >> $report_file
printf " %s \n" "SYSTEM INFORMATION REPORT" >> $report_file
printf " %s \n" "Generated on: $(date)" >> $report_file
printf "=======================================\n\n" >> $report_file
## CPU Information
printf "%-15s %s\n" "CPU:" "$(grep "model name" /proc/cpuinfo | head -1 | cut -d: -f2 | sed 's/^[ \t]*//')" >> $report_file
## Memory Information
total_mem=$(free -m | grep Mem | awk '{print $2}')
used_mem=$(free -m | grep Mem | awk '{print $3}')
printf "%-15s %d MB (Used: %d MB)\n" "Memory:" $total_mem $used_mem >> $report_file
## Disk Information
disk_info=$(df -h / | tail -1)
disk_size=$(echo $disk_info | awk '{print $2}')
disk_used=$(echo $disk_info | awk '{print $3}')
disk_percent=$(echo $disk_info | awk '{print $5}')
printf "%-15s %s (Used: %s, %s)\n" "Disk Space:" $disk_size $disk_used $disk_percent >> $report_file
## System Uptime
uptime_info=$(uptime -p)
printf "%-15s %s\n" "Uptime:" "$uptime_info" >> $report_file
## Add a table of processes
printf "\n%-6s %-10s %-8s %-6s %s\n" "PID" "USER" "CPU%" "MEM%" "COMMAND" >> $report_file
printf "%-6s %-10s %-8s %-6s %s\n" "--" "----" "----" "----" "-------" >> $report_file
## Get top 5 processes by CPU usage
ps aux --sort=-%cpu | head -6 | tail -5 | while read line; do
pid=$(echo $line | awk '{print $2}')
user=$(echo $line | awk '{print $1}')
cpu=$(echo $line | awk '{print $3}')
mem=$(echo $line | awk '{print $4}')
cmd=$(echo $line | awk '{print $11}')
printf "%-6s %-10s %-8.1f %-6.1f %s\n" "$pid" "$user" "$cpu" "$mem" "$cmd" >> $report_file
done
echo "Report generated: $report_file"保存并退出 nano（按 Ctrl+O，然后按 Enter，再按 Ctrl+X）。
运行脚本以生成报告：
./system_report.sh查看生成的报告：
cat system_report.txt该报告结合了多种格式化技术：
- 字段宽度和对齐方式，用于有条理地展示数据
- 数值格式化，用于处理 CPU 和内存值
- 带有居中文本的标题
- 列对齐的表格数据
这个示例展示了你所学的格式化技术如何应用于创建清晰、易读的系统信息报告输出。
总结
在这个实验中，你学习了如何在 Linux 中使用 printf 命令进行文本格式化。你练习了：
- 基本的
printf语法和字符串格式化 - 控制字段宽度和对齐方式，以获得清晰的表格输出
- 格式化不同类型的数字，包括整数和浮点值
- 使用转义序列在输出中包含特殊字符
- 结合这些技术创建实用的系统信息报告
这些文本格式化技巧对于在 shell 脚本中创建易读的输出、生成报告以及在终端中组织信息至关重要。printf 命令让你能够精确控制文本的显示方式，使其成为 Linux 用户和系统管理员的强大工具。
在你继续探索 Linux 的过程中，你会发现这些格式化技术对于在脚本和命令行应用程序中清晰、专业地呈现数据非常有价值。
