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No hagas esto en un bucle de shell, awklo hará por ti.

Este es un script awkque puede almacenar en un archivo de script e invocar conawk -f script.awk filename(modificado para trabajar con la edición reciente de la pregunta):

BEGIN {
        follows["foo"] = "bar"
        follows["bar"] = "foo"
}

{
        for (i = 1; i <= NF; ++i)
                if (lookfor == "") {
                        if ($i in follows)
                                lookfor = follows[$i]
                } else if ($i == lookfor) {
                        record[$i] = (record[$i] == "" ? "" : record[$i] OFS ) FNR
                        lookfor = follows[$i]
                }
}

END {
        for (i in record)
                printf "%s:\t%s\n", i, record[i]
}

Ejecutando esto en sus datos de ejemplo:

$ awk -f script.awk file
foo:    1 12 15
bar:    5 15 21

El script configura una followslista asociativa. La lista dice que cuando se encuentra foo, debemos buscar bar, y cuando se encuentra bar, nos interesa encontrar foonuevamente.

El script awkbusca las cadenas en lookfor. Inicialmente, busca cualquiera de las claves en la matriz followsy luego usa esta matriz para establecer lookforen la cadena que buscará a continuación. Cada vez que encuentra una cadena que está buscando, almacena el número de línea actual en la matriz asociativa recordpara la cadena correspondiente.

Al final, se emiten los números de línea recopilados en record.

La línea de aspecto funky -

record[$i] = (record[$i] == "" ? "" : record[$i] OFS ) FNR

agrega el número de línea al final de la cadena de números de línea en la matriz record. Si la cadena está vacía, simplemente la establece en el número de línea actual, pero si ya contiene algo, se inserta una coma entre la cadena existente y el número de línea.