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AWK 简明教程

dsczs
 dsczs
发布于 2016/03/06 14:54
字数 3765
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之所以叫AWK是因为其取了三位创始人 Alfred Aho,Peter Weinberger, 和 Brian Kernighan 的Family Name的首字符。要学AWK,就得提一提AWK的一本相当经典的书《The AWK Programming Language

我在这里的教程并不想面面俱到,本文和我之前的Go语言简介一样,全是示例,基本无废话。

与其它UNIX命令一样,awk拥有自己的语法:

awk [ -F re] [parameter...] ['prog'] [-f progfile][in_file...]

参数说明:

-F re:允许awk更改其字段分隔符。

parameter: 该参数帮助为不同的变量赋值。

‘prog’: awk的程序语句段。这个语句段必须用单拓号:’和’括起,以防被shell解释。这个程序语句段的标准形式为:

'pattern {action}'

其中pattern参数可以是egrep正则表达式中的任何一个,它可以使用语法/re/再加上一些样式匹配技巧构成。与sed类似,你也可以使用”,”分开两样式以选择某个范围。关于匹配的细节,你可以参考附录,如果仍不懂的话,找本UNIX书学学grep和sed(本人是在学习ed时掌握匹配技术的)。 action参数总是被大括号包围,它由一系统awk语句组成,各语句之间用”;”分隔。awk解释它们,并在pattern给定的样式匹配的记录上执行其操作。与shell类似,你也可以使用“#”作为注释符,它使“#”到行尾的内容成为注释,在解释执行时,它们将被忽略。你可以省略pattern和 action之一,但不能两者同时省略,当省略pattern时没有样式匹配,表示对所有行(记录)均执行操作,省略action时执行缺省的操作——在标准输出上显示。

-f progfile:允许awk调用并执行progfile指定有程序文件。progfile是一个文本文件,他必须符合awk的语法。

in_file:awk的输入文件,awk允许对多个输入文件进行处理。值得注意的是awk不修改输入文件。如果未指定输入文件,awk将接受标准输入,并将结果显示在标准输出上。awk支持输入输出重定向。

awk的记录、字段与内置变量:

前面说过,awk处理的工作与数据库的处理方式有相同之处,其相同处之一就是awk支持对记录和字段的处理,其中对字段的处理是grep和sed不能实现的,这也是awk优于二者的原因之一。在awk中,缺省的情况下总是将文本文件中的一行视为一个记录,而将一行中的某一部分作为记录中的一个字段。为了操作这些不同的字段,awk借用shell的方法,用$1,$2,$3…这样的方式来顺序地表示行(记录)中的不同字段。特殊地,awk用$0表示整个行(记录)。不同的字段之间是用称作分隔符的字符分隔开的。系统默认的分隔符是空格。awk允许在命令行中用-F re的形式来改变这个分隔符。事实上,awk用一个内置的变量FS来记忆这个分隔符。awk中有好几个这样的内置变量,例如,记录分隔符变量RS、当前工作的记录数NR等等,本文后面的附表列出了全部的内置变量。这些内置的变量可以在awk程序中引用或修改,例如,你可以利用NR变量在模式匹配中指定工作范围,也可以通过修改记录分隔符RS让一个特殊字符而不是换行符作为记录的分隔符。

例:显示文本文件myfile中第七行到第十五行中以字符%分隔的第一字段,第三字段和第七字段:

awk -F % 'NR==7,NR==15 {printf $1 $3 $7}'

起步上台

我从netstat命令中提取了如下信息作为用例:

$ cat netstat.txt

Proto Recv-Q Send-Q Local-Address          Foreign-Address             State
tcp        0      0 0.0.0.0:3306           0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 0.0.0.0:80             0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 127.0.0.1:9000         0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 coolshell.cn:80        124.205.5.146:18245         TIME_WAIT
tcp        0      0 coolshell.cn:80        61.140.101.185:37538        FIN_WAIT2
tcp        0      0 coolshell.cn:80        110.194.134.189:1032        ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        123.169.124.111:49809       ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        116.234.127.77:11502        FIN_WAIT2
tcp        0      0 coolshell.cn:80        123.169.124.111:49829       ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        183.60.215.36:36970         TIME_WAIT
tcp        0   4166 coolshell.cn:80        61.148.242.38:30901         ESTABLISHED
tcp        0      1 coolshell.cn:80        124.152.181.209:26825       FIN_WAIT1
tcp        0      0 coolshell.cn:80        110.194.134.189:4796        ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        183.60.212.163:51082        TIME_WAIT
tcp        0      1 coolshell.cn:80        208.115.113.92:50601        LAST_ACK
tcp        0      0 coolshell.cn:80        123.169.124.111:49840       ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        117.136.20.85:50025         FIN_WAIT2
tcp        0      0 :::22                  :::*                        LISTEN

下面是最简单最常用的awk示例,其输出第1列和第4例,

其中单引号中的被大括号括着的就是awk的语句,注意,其只能被单引号包含。

其中的$1..$n表示第几例。注:$0表示整个行。

$ awk'{print $1, $4}'netstat.txt
Proto Local-Address
tcp 0.0.0.0:3306
tcp 0.0.0.0:80
tcp 127.0.0.1:9000
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp coolshell.cn:80
tcp :::22

我们再来看看awk的格式化输出,和C语言的printf没什么两样:

$ awk'{printf "%-8s %-8s %-8s %-18s %-22s %-15s\n",$1,$2,$3,$4,$5,$6}' netstat.txt
Proto    Recv-Q   Send-Q   Local-Address      Foreign-Address        State
tcp      0        0        0.0.0.0:3306       0.0.0.0:*              LISTEN
tcp      0        0        0.0.0.0:80         0.0.0.0:*              LISTEN
tcp      0        0        127.0.0.1:9000     0.0.0.0:*              LISTEN
tcp      0        0        coolshell.cn:80    124.205.5.146:18245    TIME_WAIT
tcp      0        0        coolshell.cn:80    61.140.101.185:37538   FIN_WAIT2
tcp      0        0        coolshell.cn:80    110.194.134.189:1032   ESTABLISHED
tcp      0        0        coolshell.cn:80    123.169.124.111:49809  ESTABLISHED
tcp      0        0        coolshell.cn:80    116.234.127.77:11502   FIN_WAIT2
tcp      0        0        coolshell.cn:80    123.169.124.111:49829  ESTABLISHED
tcp      0        0        coolshell.cn:80    183.60.215.36:36970    TIME_WAIT
tcp      0        4166     coolshell.cn:80    61.148.242.38:30901    ESTABLISHED
tcp      0        1        coolshell.cn:80    124.152.181.209:26825  FIN_WAIT1
tcp      0        0        coolshell.cn:80    110.194.134.189:4796   ESTABLISHED
tcp      0        0        coolshell.cn:80    183.60.212.163:51082   TIME_WAIT
tcp      0        1        coolshell.cn:80    208.115.113.92:50601   LAST_ACK
tcp      0        0        coolshell.cn:80    123.169.124.111:49840  ESTABLISHED
tcp      0        0        coolshell.cn:80    117.136.20.85:50025    FIN_WAIT2
tcp      0        0        :::22              :::*                   LISTEN

过滤记录

我们再来看看如何过滤记录(下面过滤条件为:第三列的值为0 && 第6列的值为LISTEN)

$ awk '$3==0 && $6=="LISTEN"' netstat.txt
tcp        0      0 0.0.0.0:3306               0.0.0.0:*              LISTEN
tcp        0      0 0.0.0.0:80                 0.0.0.0:*              LISTEN
tcp        0      0 127.0.0.1:9000             0.0.0.0:*              LISTEN
tcp        0      0 :::22                      :::*                   LISTEN

其中的“==”为比较运算符。其他比较运算符:!=, >, <, >=, <=

我们来看看各种过滤记录的方式:

$ awk '$3>0 {print $0}' netstat.txt
Proto Recv-Q Send-Q Local-Address          Foreign-Address             State
tcp        0   4166 coolshell.cn:80        61.148.242.38:30901         ESTABLISHED
tcp        0      1 coolshell.cn:80        124.152.181.209:26825       FIN_WAIT1
tcp        0      1 coolshell.cn:80        208.115.113.92:50601        LAST_ACK

如果我们需要表头的话,我们可以引入内建变量NR:

$ awk '$3==0 && $6=="LISTEN" || NR==1' netstat.txt
Proto Recv-Q Send-Q Local-Address          Foreign-Address             State
tcp        0      0 0.0.0.0:3306           0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 0.0.0.0:80             0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 127.0.0.1:9000         0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 :::22                  :::*                        LISTEN

再加上格式化输出:

$ awk '$3==0 && $6=="LISTEN" || NR==1 {printf "%-20s %-20s %s\n",$4,$5,$6}' netstat.txt
Local-Address        Foreign-Address      State
0.0.0.0:3306         0.0.0.0:*            LISTEN
0.0.0.0:80           0.0.0.0:*            LISTEN
127.0.0.1:9000       0.0.0.0:*            LISTEN
:::22                :::*                 LISTEN

内建变量

说到了内建变量,我们可以来看看awk的一些内建变量:

$0 当前记录(这个变量中存放着整个行的内容)

$1~$n 当前记录的第n个字段,字段间由FS分隔

FS 输入字段分隔符 默认是空格或Tab

NF 当前记录中的字段个数,就是有多少列

NR 已经读出的记录数,就是行号,从1开始,如果有多个文件话,这个值也是不断累加中。

FNR 当前记录数,与NR不同的是,这个值会是各个文件自己的行号

RS 输入的记录分隔符, 默认为换行符

OFS 输出字段分隔符, 默认也是空格

ORS 输出的记录分隔符,默认为换行符

FILENAME 当前输入文件的名字

怎么使用呢,比如:我们如果要输出行号:

$ awk '$3==0 && $6=="ESTABLISHED" || NR==1 {printf "%02s %s %-20s %-20s %s\n",NR, FNR, $4,$5,$6}' netstat.txt
01 1 Local-Address        Foreign-Address      State
07 7 coolshell.cn:80      110.194.134.189:1032 ESTABLISHED
08 8 coolshell.cn:80      123.169.124.111:49809 ESTABLISHED
10 10 coolshell.cn:80      123.169.124.111:49829 ESTABLISHED
14 14 coolshell.cn:80      110.194.134.189:4796 ESTABLISHED
17 17 coolshell.cn:80      123.169.124.111:49840 ESTABLISHED

指定分隔符

$  awk  'BEGIN{FS=":"} {print $1,$3,$6}' /etc/passwd
root 0 /root
bin 1 /bin
daemon 2 /sbin
adm 3 /var/adm
lp 4 /var/spool/lpd
sync5 /sbin
shutdown6 /sbin
halt 7 /sbin

上面的命令也等价于:(-F的意思就是指定分隔符)

$ awk  -F: '{print $1,$3,$6}' /etc/passwd

注:如果你要指定多个分隔符,你可以这样来:

awk-F ‘[;:]’

再来看一个以\t作为分隔符输出的例子(下面使用了/etc/passwd文件,这个文件是以:分隔的):

$ awk  -F: '{print $1,$3,$6}'OFS="\t" /etc/passwd
root    0       /root
bin     1       /bin
daemon  2       /sbin
adm     3       /var/adm
lp      4       /var/spool/lpd
sync    5       /sbin

字符串匹配

我们再来看几个字符串匹配的示例:

$ awk '$6 ~ /FIN/ || NR==1 {print NR,$4,$5,$6}' OFS="\t" netstat.txt
1       Local-Address   Foreign-Address State
6       coolshell.cn:80 61.140.101.185:37538    FIN_WAIT2
9       coolshell.cn:80 116.234.127.77:11502    FIN_WAIT2
13      coolshell.cn:80 124.152.181.209:26825   FIN_WAIT1
18      coolshell.cn:80 117.136.20.85:50025     FIN_WAIT2
$ $ awk '$6 ~ /WAIT/ || NR==1 {print NR,$4,$5,$6}' OFS="\t" netstat.txt
1       Local-Address   Foreign-Address State
5       coolshell.cn:80 124.205.5.146:18245     TIME_WAIT
6       coolshell.cn:80 61.140.101.185:37538    FIN_WAIT2
9       coolshell.cn:80 116.234.127.77:11502    FIN_WAIT2
11      coolshell.cn:80 183.60.215.36:36970     TIME_WAIT
13      coolshell.cn:80 124.152.181.209:26825   FIN_WAIT1
15      coolshell.cn:80 183.60.212.163:51082    TIME_WAIT
18      coolshell.cn:80 117.136.20.85:50025     FIN_WAIT2

上面的第一个示例匹配FIN状态, 第二个示例匹配WAIT字样的状态。其实 ~ 表示模式开始。/ /中是模式。这就是一个正则表达式的匹配。

其实awk可以像grep一样的去匹配第一行,就像这样:

$ awk '/LISTEN/' netstat.txt
tcp        0      0 0.0.0.0:3306            0.0.0.0:*               LISTEN
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN
tcp        0      0 127.0.0.1:9000          0.0.0.0:*               LISTEN
tcp        0      0 :::22                   :::*                    LISTEN

我们可以使用 “/FIN|TIME/” 来匹配 FIN 或者 TIME :

$ awk '$6 ~ /FIN|TIME/ || NR==1 {print NR,$4,$5,$6}' OFS="\t" netstat.txt
1       Local-Address   Foreign-Address State
5       coolshell.cn:80 124.205.5.146:18245     TIME_WAIT
6       coolshell.cn:80 61.140.101.185:37538    FIN_WAIT2
9       coolshell.cn:80 116.234.127.77:11502    FIN_WAIT2
11      coolshell.cn:80 183.60.215.36:36970     TIME_WAIT
13      coolshell.cn:80 124.152.181.209:26825   FIN_WAIT1
15      coolshell.cn:80 183.60.212.163:51082    TIME_WAIT
18      coolshell.cn:80 117.136.20.85:50025     FIN_WAIT2

再来看看模式取反的例子:

$ awk '$6 !~ /WAIT/ || NR==1 {print NR,$4,$5,$6}' OFS="\t" netstat.txt
1       Local-Address   Foreign-Address State
2       0.0.0.0:3306    0.0.0.0:*       LISTEN
3       0.0.0.0:80      0.0.0.0:*       LISTEN
4       127.0.0.1:9000  0.0.0.0:*       LISTEN
7       coolshell.cn:80 110.194.134.189:1032    ESTABLISHED
8       coolshell.cn:80 123.169.124.111:49809   ESTABLISHED
10      coolshell.cn:80 123.169.124.111:49829   ESTABLISHED
12      coolshell.cn:80 61.148.242.38:30901     ESTABLISHED
14      coolshell.cn:80 110.194.134.189:4796    ESTABLISHED
16      coolshell.cn:80 208.115.113.92:50601    LAST_ACK
17      coolshell.cn:80 123.169.124.111:49840   ESTABLISHED
19      :::22   :::*    LISTEN

或是:

awk '!/WAIT/' netstat.txt

折分文件

awk拆分文件很简单,使用重定向就好了。下面这个例子,是按第6例分隔文件,相当的简单(其中的NR!=1表示不处理表头)。

$ awk 'NR!=1 {print > $6}' netstat.txt
$ ls
ESTABLISHED  FIN_WAIT1  FIN_WAIT2  LAST_ACK  LISTEN  netstat.txt  TIME_WAIT
$ cat ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        110.194.134.189:1032        ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        123.169.124.111:49809       ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        123.169.124.111:49829       ESTABLISHED
tcp        0   4166 coolshell.cn:80        61.148.242.38:30901         ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        110.194.134.189:4796        ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        123.169.124.111:49840       ESTABLISHED
$ catFIN_WAIT1
tcp        0      1 coolshell.cn:80        124.152.181.209:26825       FIN_WAIT1
$ catFIN_WAIT2
tcp        0      0 coolshell.cn:80        61.140.101.185:37538        FIN_WAIT2
tcp        0      0 coolshell.cn:80        116.234.127.77:11502        FIN_WAIT2
tcp        0      0 coolshell.cn:80        117.136.20.85:50025         FIN_WAIT2
$ catLAST_ACK
tcp        0      1 coolshell.cn:80        208.115.113.92:50601        LAST_ACK
$ catLISTEN
tcp        0      0 0.0.0.0:3306           0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 0.0.0.0:80             0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 127.0.0.1:9000         0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 :::22                  :::*                        LISTEN
$ catTIME_WAIT
tcp        0      0 coolshell.cn:80        124.205.5.146:18245         TIME_WAIT
tcp        0      0 coolshell.cn:80        183.60.215.36:36970         TIME_WAIT
tcp        0      0 coolshell.cn:80        183.60.212.163:51082        TIME_WAIT

你也可以把指定的列输出到文件:

awk 'NR!=1 {print $4,$5 > $6}' netstat.txt

再复杂一点:(注意其中的if-else-if语句,可见awk其实是个脚本解释器)

$ awk 'NR!=1 {if($6 ~ /TIME|ESTABLISHED/) print > "1.txt";
elseif($6 ~ /LISTEN/) print > "2.txt";
elseprint > "3.txt"}' netstat.txt
$ ls ?.txt
1.txt  2.txt  3.txt
$ cat1.txt
tcp        0      0 coolshell.cn:80        124.205.5.146:18245         TIME_WAIT
tcp        0      0 coolshell.cn:80        110.194.134.189:1032        ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        123.169.124.111:49809       ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        123.169.124.111:49829       ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        183.60.215.36:36970         TIME_WAIT
tcp        0   4166 coolshell.cn:80        61.148.242.38:30901         ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        110.194.134.189:4796        ESTABLISHED
tcp        0      0 coolshell.cn:80        183.60.212.163:51082        TIME_WAIT
tcp        0      0 coolshell.cn:80        123.169.124.111:49840       ESTABLISHED
$ cat2.txt
tcp        0      0 0.0.0.0:3306           0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 0.0.0.0:80             0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 127.0.0.1:9000         0.0.0.0:*                   LISTEN
tcp        0      0 :::22                  :::*                        LISTEN
$ cat3.txt
tcp        0      0 coolshell.cn:80        61.140.101.185:37538        FIN_WAIT2
tcp        0      0 coolshell.cn:80        116.234.127.77:11502        FIN_WAIT2
tcp        0      1 coolshell.cn:80        124.152.181.209:26825       FIN_WAIT1
tcp        0      1 coolshell.cn:80        208.115.113.92:50601        LAST_ACK
tcp        0      0 coolshell.cn:80        117.136.20.85:50025         FIN_WAIT2

统计

下面的命令计算所有的C文件,CPP文件和H文件的文件大小总和。

$ ls -l  *.cpp *.c *.h | awk'{sum+=$5} END {print sum}'
2511401

我们再来看一个统计各个connection状态的用法:(我们可以看到一些编程的影子了,大家都是程序员我就不解释了。注意其中的数组的用法)

$ awk 'NR!=1 {a[$6]++;} END {for (i in a) print i ", " a[i];}' netstat.txt
TIME_WAIT, 3
FIN_WAIT1, 1
ESTABLISHED, 6
FIN_WAIT2, 3
LAST_ACK, 1
LISTEN, 4

再来看看统计每个用户的进程的占了多少内存(注:sum的RSS那一列)

$ ps aux | awk 'NR!=1 {a[$1]+=$6;} END { for(i in a) print i ", " a[i]"KB";}'
dbus, 540KB
mysql, 99928KB
www, 3264924KB
root, 63644KB
hchen, 6020KB

awk脚本

在上面我们可以看到一个END关键字。END的意思是“处理完所有的行的标识”,即然说到了END就有必要介绍一下BEGIN,这两个关键字意味着执行前和执行后的意思,语法如下:

BEGIN{ 这里面放的是执行前的语句 }

END {这里面放的是处理完所有的行后要执行的语句 }

{这里面放的是处理每一行时要执行的语句}

为了说清楚这个事,我们来看看下面的示例:

假设有这么一个文件(学生成绩表):

$ cat score.txt
Marry   2143 78 84 77
Jack    2321 66 78 45
Tom     2122 48 77 71
Mike    2537 87 97 95
Bob     2415 40 57 62

我们的awk脚本如下(我没有写有命令行上是因为命令行上不易读,另外也在介绍另一种用法):

$ catcal.awk
#!/bin/awk -f
#运行前
BEGIN {
   math = 0
   english = 0
   computer = 0

   printf"NAME    NO.   MATH  ENGLISH  COMPUTER   TOTAL\n"
   printf"---------------------------------------------\n"
}
#运行中
{
   math+=$3
   english+=$4
   computer+=$5
   printf"%-6s %-6s %4d %8d %8d %8d\n", $1, $2, $3,$4,$5, $3+$4+$5
}
#运行后
END {
   printf"---------------------------------------------\n"
   printf"  TOTAL:%10d %8d %8d \n", math, english, computer
   printf"AVERAGE:%10.2f %8.2f %8.2f\n", math/NR, english/NR, computer/NR
}

我们来看一下执行结果:(也可以这样运行 ./cal.awk score.txt)

$ awk -f cal.awk score.txt
NAME    NO.   MATH  ENGLISH  COMPUTER   TOTAL
---------------------------------------------
Marry  2143     78       84       77      239
Jack   2321     66       78       45      189
Tom    2122     48       77       71      196
Mike   2537     87       97       95      279
Bob    2415     40       57       62      159
---------------------------------------------
 TOTAL:       319      393      350
AVERAGE:     63.80    78.60    70.00

环境变量

即然说到了脚本,我们来看看怎么和环境变量交互:(使用-v参数和ENVIRON,使用ENVIRON的环境变量需要export)

shell>x=5
shell>y=10
shell>exporty
shell>echo$x $y
5 10
$ awk-vval=$x '{print $1, $2, $3, $4+val, $5+ENVIRON["y"]}'OFS="\t"score.txt
Marry   2143    78      89      87
Jack    2321    66      83      55
Tom     2122    48      82      81
Mike    2537    87      102     105
Bob     2415    40      62      72

几个花活

最后,我们再来看几个小例子:

#从file文件中找出长度大于80的行

awk 'length>80' file

#按连接数查看客户端IP

netstat -ntu | awk'{print $5}'| cut-d: -f1 | sort| uniq-c | sort-nr

#打印99乘法表

seq9 | sed'H;g'| awk-vRS='''{for(i=1;i<=NF;i++)printf("%dx%d=%d%s", i, NR, i*NR, i==NR?"\n":"\t")}'

关于其中的一些知识点可以参看gawk的手册:

内建变量,参看:http://www.gnu.org/software/gawk/manual/gawk.html#Built_002din-Variables

流控方面,参看:http://www.gnu.org/software/gawk/manual/gawk.html#Statements

内建函数,参看:http://www.gnu.org/software/gawk/manual/gawk.html#Built_002din

正则表达式,参看:http://www.gnu.org/software/gawk/manual/gawk.html#Regexp

(全文完)

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