sed之所以能以行为单位的编辑或修改文本，其原因在于它使用了两个空间：一个是活动的“模式空间（pattern space）”，另一个是起辅助作用的“保持空间（hold space）这2个空间的使用。
正常情况下，如果不显示使用某些高级命令，保持空间不会使用到！
sed在正常情况下，将处理的行读入模式空间，脚本中的“sed command（sed命令）”就一条接着一条进行处理，直到脚本执行完毕。然后该行被输出，模式空间被清空；接着，在重复执行刚才的动作，文件中的新的一行被读入，直到文件处理完毕。
一般情况下，数据的处理只使用模式空间（pattern space），按照如上的逻辑即可完成主要任务。但是某些时候，通过使用保持空间（hold space），还可以带来意想不到的效果。
命令含义：
h，将当前模式空间中的内容覆盖到 保持空间中，
n，用于提前读取下一行，并且覆盖当前模式空间中的这一行
H，将当前模式空间中的内容追加到 保持空间 中
x，交换模式空间和保持空间中的内容
g，将保持空间中的内容拷贝到模式空间中，原来模式空间里的内容清除。
d，删除模式空间中的所有行，并读入下一新行到模式空间中。
D，删除multiline pattern中的第一行，不读入下一行。
通过几个例子看sed的模式空间和保持空间
例子一
sed G 在文档每一行下面输出一个空行
代码:
$ cat foo
11111111111111
22222222222222
33333333333333
44444444444444
55555555555555
$ sed G foo
11111111111111
22222222222222
33333333333333
44444444444444
55555555555555
解释：sed 中 G 的用法
The G function appends the contents of the holding area to the contents of the pattern space. The former and new contents are separated by a newline. The maximum number of addresses is two.
hold space : 保持空间（或叫保留空间、缓冲区）,初始为空
pattern space ：模式空间
在上面的例子中，将为空的hold space附加到文档的每一行后面，所以结果是每一行后面多了一个空行
引申出：
sed ‘/^$/d;G‘
在文档的每一个非空行下面输出一个空行
sed ‘/^$/d;G;G‘
在文档的每一个非空行下面输出两个空行
代码:
$ cat foo
11111111111111
22222222222222
33333333333333
44444444444444
55555555555555
$ sed ‘/^$/d;G‘ foo
11111111111111
22222222222222
33333333333333
44444444444444
55555555555555
注：有时会有一些由空格符或TAB组成的空行，前面的正则式 ^$ 就不能匹配到这样的行，则能够这样
sed ‘/[[:space:]]/d;G‘ 对于KSH则为 sed ‘/^ *$/d‘
例子二
sed ‘/regex/{x;p;x;}‘
在匹配regex的任何行前面插入一个空行
代码:
$ cat foo
11111111111111
22222222222222
test33333333333
44444444444444
55555555555555
$ sed ‘/test/{x;p;x;}‘ foo
11111111111111
22222222222222
test33333333333
44444444444444
55555555555555
解释：sed 中 x 的用法
The exchange function interchanges the contents of the pattern space and the holding area. The maximum number of addresses is two.
即交换保持空间hold space和模式空间pattern space的内容
sed 中 p 的作用是把模式空间复制到标准输出。
分析一下该命令执行过程中保持空间和模式空间的内容
命令 保持空间 (holdspace) 模式空间(patternspace)
x 执行前:null 执行后:test...$ 执行前:test...$ 执行后:null
p 执行前:null 执行后:test...$ 执行前:test...$ 执行后:null 输出一个空行
x 执行前:test...$ 执行后:null 执行前:null 执行后:test...$
个人觉得上面的命令执行分析有点问题，我的分析如下：
命令 模式空间(patternspace) 保持空间 (holdspace)
x 执行前:test...$ 执行后:null 执行前:null 执行后:test...$
p 执行前:null 执行后:null但输出一空行 执行前:test...$ 执行后:test...$
x 执行前:null 执行后:test...$ 执行前:test...$ 执行后:null
引申：能够试验一下 sed ‘/test/{x;p;}‘ foo 或 sed ‘/test/{p;x;}‘ foo 等，看看结果，体会两个空间的变化
相应的：
sed ‘/regex/G‘ 是在匹配regex的任何行下面输出一个空行
sed ‘/regex/{x;p;x;G;}‘ 是在匹配regex的任何行前面和下面都输出一个空行
例子三
sed ‘n;G;‘ 在文档的偶数行下面插入一个空行
代码:
$ cat foo
11111111111111
22222222222222
33333333333333
44444444444444
55555555555555
$ sed ‘n;G;‘ foo
11111111111111
22222222222222
33333333333333
44444444444444
55555555555555
解释：sed 中 n 的用法：将模式空间拷贝于标准输出。用输入的下一行替换模式空间。
==::执行n 以后将第一行输出到标准输出以后，然后第二行进入模式空间，根据前面对G的解释，会在第二行后面插入一个空行，然后输出；再执行n 将第三行输出到标准输出，然后第四行进入模式空间，并插入空行，依此类推....
相应的：
sed ‘n;n;G‘ 表示在文档的第 3,6,9,12,... 行后面插入一个空行
sed ‘n;n;n;G‘ 表示在文档的第 4,8,12,16,... 行后面插入一个空行
sed ‘n;d‘ 表示删除文档的偶数行
例子四
sed ‘$!N;$!D‘ 输出文档最后2行，相当于 tail -2 foo
代码:
$ cat foo
11111111111111
22222222222222
33333333333333
44444444444444
55555555555555
$ sed ‘$!N;$!D‘ foo
44444444444444
55555555555555
解释：
D 删除模式空间内第一个newline 字母/n 前的资料。
N 把输入的下一行添加到模式空间中。
sed ‘$!N;$!D‘ : 对文档倒数第二行以前的行来说，N 将当前行的下一行放到模式空间中以后，D 就将模式空间的内容删除了(补充一点：D是将模式空间的的第一行删除)；(循环删除到模式空间里只剩下倒数第二行时)到倒数第二行的时候，将最后一行附加到倒数第二行下面，然后最后一行不执行 D ，所以文档的最后两行都保存下来了。
更有 N 的另外一种用法代码:
$ sed = foo | sed N （一定要这样的命令格式）
1
11111111111111
2
22222222222222
3
33333333333333
4
44444444444444
5
55555555555555
$ sed = foo | sed ‘N;s//n/ /‘
1 11111111111111
2 22222222222222
3 33333333333333
4 44444444444444
5 55555555555555
解释：N 的作用是加上行号，能够用于格式化输出文档
例子五
sed ‘1!G;h;$!d‘
sed -n ‘1!G;h;$p‘
将文档的行反序显示，相当于 tac 命令(有些平台没有这个命令)
代码:
$ cat foo
11111111111111
22222222222222
33333333333333
$ sed ‘1!G;h;$!d‘ foo
33333333333333
22222222222222
11111111111111
$ sed -n ‘1!G;h;$p‘ foo
33333333333333
22222222222222
11111111111111
解释：sed 中 h 用法：h
The h (hold) function copies the contents of the pattern space into a holding area, destroying any previous contents of the holding area. 意思是将模式空间的内容保存到保持空间中去
sed 中的 d 表示删除模式空间。
1!G表示除了第一行以外，其余行都执行G命令；$!d表示除了最后一行以外，其余行都执行d命令。
看一下sed ‘1!G;h;$!d‘命令执行过程中保持空间和模式空间的变化:
命令 保持空间 模式空间
第一行 h;d 执行前:null 执行后:11..$ 执行前:11..$ 执行后:null
第二行 G;h;d 执行前:11..$ 执行后:22..$/n11..$ 执行前:22..$ 执行后:null
第二行 G;h 执行前:22..$/n11..$执行后:33..$/n22..$/n11..$ 执行前:33..$ 执行后:33..$/n22..$/n11..$
这样输出以后就是文档的反序了。
题外话：在vi中对一个文档进行反序显示的命令是 :g/./m0 , 意思是按照文档正常顺序每找到一行，就把该行放到文档的最上面一行去，这样循环一下正好把文档的行反序显示了。
参考http://www.xuebuyuan.com/951950.html
http://blog.csdn.net/wanglelelihuanhuan/article/details/51591809
原文地址：https://www.cnblogs.com/fanren224/p/8476603.html