Powershell快速入门（二） Shell编程

阳光穿透心脏的1/2处 2022-06-15 01:40 237阅读 0赞

这一部分着重于介绍Powershell的程序知识，让我们能够编写功能强大的Powershell脚本，执行比较复杂的任务。

## 变量 ##

变量使用`$变量名`创建和引用。举个例子，`Get-Location`命令用于获取当前工作目录位置，它的别名是`pwd`。那么我们可以使用下面的命令来创建一个变量，存储当前目录位置。

C:\Users\asddf> $current=pwd

然后我们访问`$current`，就可以获取实际值了。

C:\Users\asddf> $current Path ---- C:\Users\asddf

如果知道这个命令返回的实际是.NET对象的话，我们还可以更进一步，比方说直接访问这个对象的`Path`属性，获取值。

C:\Users\asddf> $current.Path C:\Users\asddf

还有一个命令`Get-Member`，别名是`gm`，用于获取对象的属性。比方说，我们将`Get-Location`命令的结果通过管道传递给`Get-Member`命令，就会显示下面的输出。如果不了解.NET的话，可能感觉比较陌生。但是如果你懂得.NET和C\#的话，就会像我一样大喊一声：“卧槽，还能这样玩？！”

C:\Users\asddf> Get-Location|Get-Member
    
    
       TypeName:System.Management.Automation.PathInfo
    
    Name         MemberType Definition                                               
    ----         ---------- ----------                                               
    Equals       Method     bool Equals(System.Object obj)                           
    GetHashCode  Method     int GetHashCode()                                        
    GetType      Method     type GetType()                                           
    ToString     Method     string ToString()                                        
    Drive        Property   System.Management.Automation.PSDriveInfo Drive {get;}    
    Path         Property   string Path {get;}                                       
    Provider     Property   System.Management.Automation.ProviderInfo Provider {get;}
    ProviderPath Property   string ProviderPath {get;}

如果我们要获取对象的所有属性，使用`MemberType`参数。

C:\Users\asddf> pwd|gm -MemberType Property

我们还可以在变量上调用方法， 比如说将路径转换为全小写。

C:\Users\asddf> $current.Path.ToLower() c:\users\asddf

最后，如果不再需要一个变量，可以使用`Remove-Variable`删除变量，它的别名是`rv`。

C:\Users\asddf> Remove-Variable current

## 操作符 ##

来看看Powershell中支持的操作符。

### 数学运算符 ###

首先，基本的数学运算符都是支持的。

PS D:\Desktop> $i=5
    PS D:\Desktop> $sum=3+4*($i-3)/2
    PS D:\Desktop> $sum
    7

前置后置自增自减运算符也是支持的。

PS D:\Desktop> $i=0
    PS D:\Desktop> $i--
    PS D:\Desktop> $i++
    PS D:\Desktop> ++$i
    PS D:\Desktop> --$i

### 比较运算符 ###

然后是比较运算符，这些和Linux Shell中很相似，有大于（`-gt`），大于等于（`-ge`），小于（`-lt`），小于等于（`-le`），等于（`-eq`），不等于（`-ne`）几个。

### 字符串匹配运算符 ###

`-like`和`-notlike`用于`?*`这样的通配符。

PS D:\Desktop> 'hello' -like '?ello'
    True
    PS D:\Desktop> 'hello' -notlike '?ello'
    False
    PS D:\Desktop> 'hello' -like '*o'
    True

`-match`和`-notmatch`用于正则表达式。

PS D:\Desktop> 'aabcc' -match 'a*b?c+'
    True
    PS D:\Desktop> 'aab' -match 'a*b?c+'
    False

### 包含和替换运算符 ###

`-contains`查找序列中是否包含某个元素。

PS D:\Desktop> 'hello','zhang3' -contains 'zhang3'
    True

`-replace`用于替换字符串中某个部分，当然正则表达式也是支持的。

PS D:\Desktop> 'hello zhang3' -replace 'zhang3','yitian'
    hello yitian

### 分隔和连接运算符 ###

`-split`和`-join`用于将一个字符串分为几个子部分，或者将几个子部分组合为一个字符串。

PS D:\Desktop> 'A B C DE' -split ' '
    A
    B
    C
    DE
    PS D:\Desktop> 'A','B','C' -join ','
    A,B,C

上面这些运算符都是**大小写不敏感的**，如果需要大小写敏感的功能，可以在运算符前面添加`c`前缀。

PS D:\Desktop> 'yitian' -match 'Yitian'
    True
    PS D:\Desktop> 'yitian' -cmatch 'Yitian'
    False

### 逻辑运算符 ###

逻辑运算符有与（`-and`）、或（`-or`）、非（`-not`或`!`）以及异或（`xor`）几个，并且支持短路计算。

如果需要使用真值和假值字面量，可以使用`$true`和`$false`。

#### 类型运算符 ####

Powershell 和.NET平台绑定，所以它是一门强类型的脚本。因此我们可以在脚本中判断数据的类型，只要使用`-is`或`-isnot`运算符即可，类型需要写到方括号中。这里的类型可以是所有合适的.NET类型。

PS D:\Desktop> 3.14 -is [Double]
    True
    PS D:\Desktop> 3.14 -isnot [Float]
    True

### 重定向运算符 ###

这个稍微比较麻烦一点。

首先是`>`和`>>`运算符，用于将标准输出流重定向到文件，前者会覆盖已有文件，后者则是追加到已有文件末尾。

然后我们来说说日志级别，如果有使用过某些语言的日志框架的话，就很好理解了。在这里，2代表错误、3代表警告、4代表信息、5代表调试信息。`n>`和`n>>`运算符就是用于将对应级别的输出重定向到文件的，这两者的区别和前面相同。`n>&1`将对应级别的输出和标准输出一起重定向到文件。

最后就是`*>`和`*>>`了，这两者将所有输出信息重定向到文件。

需要注意，Powershell使用Unicode编码来输出信息。如果你需要使用其他类型的编码，就不能使用重定向运算符了，而应该使用`Out-File`命令。

### 特殊运算符 ###

`&`运算符将它后面的命令设置为后台运行，当运行的命令需要阻塞当前终端的时候很有用。

`.\\`运算符用于执行一个脚本或命令。如果执行的是Powershell脚本，那么脚本会在自己的作用域中执行，也就是说在当前环境下无法访问被执行的脚本中的变量。

`[]`运算符用于转换变量的类型，比如说下面的代码，就将`pi`变量转换为了`Float`类型。

[Float]$pi = 3.14
    $pi -is [Float]

`.`运算符用于调用.NET对象的成员，它也可以用于执行脚本。当它用于执行脚本的时候，脚本会在当前作用域中执行。所以脚本结束之后，我们可以访问脚本中的元素。

`::`运算符用于调用类中的静态成员，例如下面就会调用.NET平台中`DateTime`类的`Now`属性。

PS D:\Desktop> [DateTime]::Now
    
    2017年5月18日 22:45:42

`..`运算符用于创建一个范围闭区间，例如下面这样。

PS D:\Desktop> 1..3
    1
    2
    3
    PS D:\Desktop> 3..1
    3
    2
    1

`-f`运算符用于格式化数据，例如下面这样。格式化方法和C\#中的完全相同，所以如果不熟悉的话直接看在C\#中如何格式化数据就行了。

PS D:\Desktop> 'My name is {0}， I am {1} years old' -f 'yitian',24
    My name is yitian， I am 24 years old

`$`运算符可以将字符串内部的变量转换为实际的值，例如下面这样。需要注意使用内插操作符的时候，外部字符串需要使用双引号，否则Powershell会直接输出字符串内容。

PS D:\Desktop> $name='yitian'
    PS D:\Desktop> $age=24
    PS D:\Desktop> "My name is $name, I am $age years old."
    My name is yitian, I am 24 years old.

`@()`运算符用于将一系列值转换为一个数组。假如在脚本中有一个函数可能返回0、1或多个值，就可以使用这个操作符，将一系列值合并为一个数组，方便后续处理。

`,`逗号运算符如果放置在单个值前面，就会创建一个包含这个值的单元素数组。

## 条件判断 ##

### if判断 ###

Powershell中的条件判断和一般的编程语言以及Shell编程都很类似，直接看代码就能理解。

$condition = $true
    
    if ($condition -eq $true) {
        Write-Output "condition is $true"
    }
    elseif ($condition -ne $true ) {
        Write-Output "condition is $false"
    }
    else {
        Write-Output "other ocndition"
    }

### switch判断 ###

如果需要多重判断，可以考虑使用switch语句。一个典型的switch如下所示。

$n = 4
    switch ($n) {
        1 {
       "n is 1"}
        2 {
       "n is 2"}
        3 {
       "n is 3"}
        default {
       "n is others"}
    }

其实细说起来，这个switch的坑还是不少的。例如，switch语句可以接受多个值来测试，在switch语句中还可以编写多个case相同的语句。这里我就不细说了，想具体了解的话直接看[官方文档 about\_Switch][about_Switch]吧。

## 循环语句 ##

提醒一下，不管是哪种循环语句，在循环体内都可以使用`break`或`continue`中断/继续循环。

### do循环 ###

首先来看看do-while循环，先执行循环体，然后判断是否满足条件，如果满足条件则继续执行。

$i = 0
    do {
        $i++
        Write-Output $i
    }while ($i -ne 3)

然后是do-until循环，和do-while类似，不过当条件不满足的时候才会继续循环，如果满足条件则退出循环。

$i = 0
    do {
        $i++
        Write-Output $i
    }until ($i -eq 3)

### while循环 ###

while循环是先判断循环条件，满足条件时执行循环。

$i = 0
    while ($i -lt 3) {
        Write-Output $i
        $i++
    }

### for循环 ###

for循环可以看做是while循环的另一种形式，常用于固定次数的循环。

for ($i = 0; $i -ne 3; $i++) {
        Write-Output $i
    }

### for-each循环 ###

for-each循环用于遍历一个集合中的所有元素。

$array = @(1, 2, 3, 4)
    foreach ($i in $array) {
        Write-Output $i
    }

值得一提的是，for-each语句用在管道上时，还有以下一种用法。

<command> | foreach {
       <beginning command_block>}{
       <middle command_block>}{
       <ending command_block>}

使用这种方法时，for-each后面可以跟三个语句块，第一个语句块是开始语句块，在循环前执行一次，常用来初始化一些数据；第三个是结束语句块，在循环结束之后执行一次，常用于统计一些循环数据；第二个就是正常的循环语句块，会循环多次。

## 函数 ##

### 定义函数 ###

定义函数使用`function`关键字。

function hello { 
        Write-Output 'Hello Powershell'
    }

定义好函数之后，就可以使用函数名来调用函数了。

hello

### 函数的参数 ###

函数当然也可以带参数了，参数列表有两种写法：第一种是C风格的，参数列表写在函数名后面，使用小括号分隔开；第二种方式是在方法体中，使用`param`关键字声明参数。这两种方法是完全等价的，当然我习惯上还是喜欢使用第一种方式。

Powershell是一种强类型的脚本语言，所以可以在参数列表上添加参数类型，参数类型是可选的，不过我还是推荐写的时候带上类型，方便阅读和类型检查。

function Say-Hello ([string] $name) { 
        Write-Output "Hello, $name"
    }
    
    function Say-Hello2 { 
        param([string] $name)
        Write-Output "Hello, $name"
    }

调用带参数的函数时，需要向调用命令那样，使用`-参数名`来传递参数，例如下面这样。

Say-Hello -name 'yitian'

### 默认参数 ###

Powershell支持默认参数，直接用赋值号`=`在参数列表上指定参数默认值即可。

function Say-Hello3 { 
        param([string] $name = 'zhang3')
        Write-Output "Hello, $name"
    }

### 位置参数 ###

Powershell也支持位置参数，它会把所有参数包装到`$args`数组中，所以我们可以通过这个变量访问所有位置的参数。例如下面，将所有参数合并一个字符串，然后打印出来。

function Say-Hellos {
        $names = $args -join ','
        Write-Output "Hello, $names"
    }

这个函数调用时候需要指定多个参数，注意不要在多个参数之间添加括号，否则会变成一个数组参数，而不是多个参数。

Say-Hellos 'yitian' 'zhang3' 'li4'

### 开关参数 ###

开关参数没有类型，作用仅仅是标志是或者否。如果在使用函数的时候带上开关参数，那么它就是**开**的状态，否则就是**关**的状态。开关参数需要指定参数类型为`switch`。

function Answer-Hello ([switch] $yes) { 
        if ($yes) {
            Write-Output "Hi"
        }
    }

然后在调用时就可以看出区别了。

Answer-Hello -yes
    Answer-Hello

### 函数返回值 ###

最后来说说函数返回值。这个其实也很简单，只要使用`return`语句就可以了。

function Add ([double]$a, [double]$b) { 
        $c = $a + $b
        return $c
    }

然后我们调用函数，就可以看到结果了。

Add -a 3 -b 5

关于Powershell编程的知识就介绍到这里，其实如果看看官方文档的话，就知道这里介绍的也仅仅是一部分而已。不过这一部分对于我们日常使用和学习基本上也够用了。

如果要查看详细帮助的话，可以运行一下下面的命令，这样会显示所有和Powershell相关的帮助文档。

Get-Help about*

然后，就可以阅读自己感兴趣的部分了。比方说，如果我们想了解用Powershell编写类，就可以使用下面的命令。如果想在浏览器中浏览器在线版本，加上`-online`参数即可。

Get-Help about_Classes

## 参考资料 ##

[https://msdn.microsoft.com/en-us/powershell/reference/5.1/microsoft.powershell.core/about/about\_operators?f=255&MSPPError=-2147217396][https_msdn.microsoft.com_en-us_powershell_reference_5.1_microsoft.powershell.core_about_about_operators_f_255_MSPPError_-2147217396]

[http://windowsitpro.com/powershell/windows-powershell-operators][http_windowsitpro.com_powershell_windows-powershell-operators]

[about_Switch]: https://msdn.microsoft.com/en-us/powershell/reference/5.1/microsoft.powershell.core/about/about_switch
[https_msdn.microsoft.com_en-us_powershell_reference_5.1_microsoft.powershell.core_about_about_operators_f_255_MSPPError_-2147217396]: https://msdn.microsoft.com/en-us/powershell/reference/5.1/microsoft.powershell.core/about/about_operators?f=255&MSPPError=-2147217396
[http_windowsitpro.com_powershell_windows-powershell-operators]: http://windowsitpro.com/powershell/windows-powershell-operators