什麼是 Windows PowerShell？它與什麼一起使用？ 第 2 部分：編程語言簡介

從歷史上看，Unix 系統上的命令行實用程序比 Windows 上的開發得更好，但隨著新解決方案的出現，情況發生了變化。

PowerShell 可以用解釋型多範式語言編寫腳本，該語言具有經典過程、面向對象甚至函數式編程的元素：條件分支、循環、變量、數組、哈希表、類、錯誤處理以及函數， cmdlet 和管道。 上一篇 致力於在該環境中工作的基礎知識，現在我們為讀者提供程序員的小指南。

目錄：

評論
變量及其類型
系統變量
範圍
環境變量（環境）
算術和比較運算符
賦值運算符
邏輯運算符
條件跳轉
週期
數組
哈希表
功能
錯誤處理

您可以在任何文本編輯器中或使用集成開發環境編寫代碼 - 最簡單的方法是使用 Microsoft 服務器操作系統附帶的 Windows PowerShell ISE。 這僅對於相當複雜的腳本是必要的：簡短的命令集更容易交互執行。

評論

使用註釋以及適當的縮進和空格被認為是良好編程風格的一部分：

# Для строчных комментариев используется символ решетки — содержимое строки интерпретатор не обрабатывает.

<# 

       Так обозначаются начало и конец блочного комментария. 
       Заключенный между ними текст интерпретатор игнорирует.

#>

變量及其類型

PowerShell 中的變量是命名對象。 它們的名稱可以包含下劃線字符以及字母和數字。 $ 符號總是在名稱之前使用，並且要聲明一個變量，給解釋器一個有效的名稱就足夠了：

要初始化變量（為其賦值），請使用賦值運算符（符號 =）：

$test = 100

您可以通過在名稱或值之前的方括號（類型轉換運算符）中指定變量的類型來聲明變量：

[int]$test = 100

$test = [int]100

重要的是要了解 PowerShell 中的變量是成熟的對象（類），其屬性和方法的類型基於 .NET Core 中的類型。 我們列出主要的：

類型（.NET 類）

描述

示例代碼

[字符串] 系統.字符串

統一碼字符串 

$測試=“測試”
$測試 = '測試'

[char]系統.Char

Unicode 字符（16 位）

[字符]$測試 = 'c'

[布爾] 系統布爾值

布爾類型（布爾 True 或 False）

[布爾]$測試=$真

[int] 系統.Int32

三十二位整數（32 位）

[int]$測試 = 123456789

[長] System.Int64

六十四位整數（64 位）

[長]$測試 = 12345678910

[單一] 系統.單一

浮點數 32 位長

[單個]$測試 = 12345.6789

[雙]系統.雙

長度為 64 位（8 字節）的浮點數

[雙]$測試= 123456789.101112

[十進制]System.Decimal

128位浮點數（要求以d結尾）

[十進制]$test = 12345.6789d

[日期時間]系統.日期時間

日期和時間 

$測試=獲取日期

[數組] 系統對象[]

元素索引從 0 開始的數組

$test_array = 1, 2, "測試", 3, 4

[哈希表] System.Collections.Hashtable

哈希表是具有命名鍵的關聯數組，根據以下原則構建：@{key = "value"}

$test_hashtable = @{one="one"; 兩個=“二”； 三=“三”}

PowerShell 支持隱式類型轉換，此外，可以動態更改變量的類型（例如，使用賦值運算符），如果不強制指定 - 在這種情況下，解釋器將給出錯誤。 您可以通過調用 GetType() 方法來確定上一個示例中變量的類型：

$test.GetType().FullName

有許多用於操作變量的 cmdlet。 使用以下命令以方便的形式顯示它們的列表：

Get-Command -Noun Variable | ft -Property Name, Definition -AutoSize -Wrap

要查看聲明的變量及其值，您可以使用特殊的 cmdlet：

Get-Variable | more

這種方法看起來過於麻煩，通過運算符或直接訪問變量的屬性和方法來處理變量要方便得多。 但是，cmdlet 有存在的權利，因為它們允許您設置一些附加參數。 重要的是要了解用戶變量僅在當前會話中定義。 當控制台關閉或腳本結束時，它們將被刪除。

系統變量

除了用戶聲明的變量之外，還有一些內置（系統）變量在當前會話結束後不會被刪除。 它們分為兩種類型，而PowerShell狀態數據存儲在自動變量中，不能自行為其分配任意值。 例如，這些包括 $PWD：

$PWD.Path

需要偏好變量來存儲用戶偏好，其值是可以改變的。 例如，$ErrorActionPreference 指定命令解釋器應如何響應非致命錯誤。

除了用於訪問聲明的變量的運算符和 cmdlet 之外，還有一個變量：偽累加器。 您可以通過與其他驅動器類比來使用它，這種情況下的變量類似於文件系統對象：

Get-ChildItem Variable: | more

或

ls Variable: | more

範圍

對於PowerShell中的變量，有作用域（Scope）的概念。 全局作用域（Global）的操作適用於整個當前會話——它包括例如係統變量。 局部（Local）變量僅在定義它們的範圍內可用：比如在函數內部。 還有腳本（Script）作用域的概念，但對於腳本命令來說，本質上是本地的。 默認情況下，在聲明變量時，它們被賦予局部作用域，要更改它，您需要一個特殊的構造，例如：$Global:variable=value。

例如，像這樣：

$Global:test = 100

環境變量（環境）

另一個偽驅動器 Env: 可從 PowerShell 獲得，可用於訪問環境變量。 當 shell 啟動時，它們是從父進程（即啟動當前會話的程序）複製的，通常它們的初始值與控制面板中的值相同。 要查看環境變量，請使用 Get-ChildItem cmdlet 或其別名（aliases）：ls 和 dir。

dir Env:

這些變量是字節序列（或字符序列，如果您願意的話），其解釋僅取決於使用它們的程序。 *-Variable cmdlet 不適用於環境變量。 要訪問它們，您必須使用驅動器前綴：

$env:TEST = "Hello, World!"

算術和比較運算符

PowerShell 提供以下算術運算符：+（加法）、-（減法）、*（乘法）、/（除法）和 %（模或模）。 算術表達式的結果按照普遍接受的運算順序從左到右計算，括號用於對錶達式的各個部分進行分組。 運算符之間的空格將被忽略，它們僅用於便於理解。 + 運算符也可以連接，* 運算符可以重複字符串。 如果您嘗試將數字添加到字符串中，它將被轉換為字符串。 此外，PowerShell 中有許多比較運算符可以測試兩個值之間的匹配並返回布爾值 True 或 False：

操作者

描述

示例代碼

-eq

等於/等於（類似於其他語言中的 = 或 ==）

測試美元 = 100
$測試-eq 123 

-出生

不等於/不等於（類似於<>或!=）

測試美元 = 100
$測試-ne 123   

-gt

大於/更多（模擬 >）

測試美元 = 100
$測試-gt 123

-給

大於或等於/大於或等於（類似於>=）

測試美元 = 100
$測試-ge 123

-lt

小於/小於（類似於<）

測試美元 = 100
$測試-lt 123  

他們

小於或等於/小於或等於（類似於<=）

測試美元 = 100
$測試-le 123

還有其他類似的運算符，例如，允許您基於通配符比較字符串或使用正則表達式來匹配模式。 我們將在以後的文章中詳細介紹它們。 符號 <、> 和 = 不用於比較，因為它們用於其他目的。

賦值運算符

除了最常見的 = 運算符之外，還有其他賦值運算符：+=、-=、*=、/= 和 %=。 他們在賦值之前更改值。 一元運算符 ++ 和 - 增加或減少變量的值，其行為類似 - 它們也適用於賦值運算符。

邏輯運算符

僅比較不足以描述複雜的條件。 您可以使用運算符編寫任何邏輯表達式：-and、-or、-xor、-not 和！..它們的工作方式與其他編程語言類似，同時您可以使用括號來指定計算順序：

("Тест" -eq "Тест") -and (100 -eq 100)

-not (123 -gt 321) 

!(123 -gt 321)

條件跳轉

PowerShell 中的分支運算符是標準的：IF(IF…ELSE, IF…ELSEIF…ELSE) 和 SWITCH。 讓我們通過示例來看看它們的用法：

[int]$test = 100
if ($test -eq 100) {
      Write-Host "test = 100"
}



[int]$test = 50
if ($test -eq 100) {
       Write-Host "test = 100"
}
else {
      Write-Host "test <> 100"
}



[int]$test = 10
if ($test -eq 100) {
      Write-Host "test = 100"
}
elseif ($test -gt 100) {
      Write-Host "test > 100"
}
else {
       Write-Host "test < 100"
}



[int]$test = 5
switch ($test) {
     0 {Write-Host "test = 0"}
     1 {Write-Host "test = 1"}
     2 {Write-Host "test = 2"}
     3 {Write-Host "test = 3"}
     4 {Write-Host "test = 4"}
     5 {Write-Host "test = 5"}
     default {Write-Host "test > 5 или значение не определено"}
}

週期

PowerShell 有多種循環：WHILE、DO WHILE、DO UNTIL、FOR 和 FOREACH。

如果/只要前提條件為真，則帶有前提條件的循環就有效：

[int]$test = 0
while ($test -lt 10) {
      Write-Host $test
      $test = $test + 1
}

帶有後置條件的循環將至少運行一次，因為在迭代後會檢查條件。 同時，當條件為 true 時，DO WHILE 起作用，而當條件為 false 時，DO UNTIL 起作用：

[int]$test = 0
do {
      Write-Host $test
      $test = $test + 1 
}
while ($test -lt 10)



[int]$test = 0
do {
      Write-Host $test
      $test = $test + 1 
}
until ($test -gt 9)

FOR 循環的迭代次數是預先已知的：

for ([int]$test = 0; $test -lt 10; $test++) {
       Write-Host $test
}

在 FOREACH 循環中，迭代數組或集合（哈希表）的元素：

$test_collection = "item1", "item2", "item3"
foreach ($item in $test_collection)
{
        Write-Host $item
}

數組

PowerShell 變量不僅存儲單個對象（數字、字符串等），還存儲多個對象。 最簡單的此類變量是數組。 一個數組可以由多個元素組成，也可以由一個元素組成，也可以為空，即不包含任何元素。 它是使用 @() 運算符聲明的，我們將在下一篇文章中用到它 - 這對於將其他數組添加到數組（創建多維數組）、將數組作為參數傳遞給函數以及類似的任務非常重要：

$test_array = @() #создаем пустой массив

當數組初始化時，其值以逗號分隔（特殊運算符 ,）列出：

$test_array = @(1, 2, 3, 4) # создаем массив из четырех элементов 

在大多數情況下，@() 運算符可以省略：

$test_array = 1, 2, 3, 4

在這種情況下，一個元素的數組初始化如下

$test_array = , 1

使用從零開始的整數索引和索引運算符（方括號）訪問數組元素：

$test_array[0] = 1

您可以指定多個以逗號分隔的索引，包括。 再次發生的：

$test_array = "один", "два", "три", "четыре"
$test_array[0,1,2,3]
$test_array[1,1,3,3,0]

操作者 .. （兩個點 - 範圍運算符）返回指定上限和下限內的整數數組。 例如，表達式 1..4 輸出四個元素的數組 @(1, 2, 3, 4)，表達式 8..5 輸出數組 @(8, 7, 6, 5)。

使用範圍運算符，可以初始化一個數組（$test_array = 1..4）或獲取一個切片（slice），即一個數組中的元素序列以及另一個數組中的索引。 在本例中，負數 -1 表示數組的最後一個元素，-2 - 倒數第二個元素，依此類推。

$test_array = "один", "два", "три", "четыре"
$test_array[0..2]
$test_array[2..0]
$test_array[-1..0]
$test_array[-2..1]

請注意，整數數組值可以大於數據數組的最大索引值。 在這種情況下，所有值都返回到最後一個：

$test_array[0..100]

如果嘗試訪問單個不存在的數組元素，則返回 $null。

在 PowerShell 中，數組可以包含不同類型的元素或強類型的元素：

$test_array = 1, 2, "тест", 3, 4
for ([int]$i = 0; $i -lt $test_array.count; $i++)
{
          Write-Host $test_array[$i]
}

其中 $test_array.count 屬性是數組元素的數量。

創建強類型數組的示例：

[int[]]$test_array = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

哈希表

PowerShell 語言中另一種基本類型的變量是哈希表，也稱為關聯數組。 哈希表類似於 JSON 對象，並且基於鍵值構建。 與普通數組不同，它們的元素是通過命名鍵訪問的，這些鍵是對象的屬性（您也可以使用索引運算符 - 方括號）。

使用 @ 符號和運算符括號聲明一個空哈希表：

$test_hashtable = @{}

聲明時，可以立即創建鍵並為其賦值：

$test_hashtable = @{one="один"; two="два"; three="три"; "some key"="some value"}

要將一個元素添加到哈希表中，必須為其分配一個尚不存在的鍵，或者使用 Add() 方法。 如果對現有鍵進行分配，則其值將會更改。 Remove() 方法用於從哈希表中刪除元素。

$test_hashtable."some key"
$test_hashtable["some key"]
$test_hashtable.Add("four", "четыре")
$test_hashtable.five = "пять"
$test_hashtable['five'] = "заменяем значение"
$test_hashtable.Remove("one")

這種類型的變量可以作為參數傳遞給函數和 cmdlet - 在下一篇文章中，我們將研究如何完成此操作，並考慮另一種類似的類型 - PSCustomObject。

功能

PowerShell 擁有過程編程所需的一切，包括函數。 為了描述它們，使用功能詞 Function，之後您需要指定函數的名稱和括在運算符括號中的函數體。 如果需要向函數傳遞參數，可以在名稱後面的括號中立即指定它們。

function имя-функции (аргумент1, ..., аргументN) 
{ 
        тело-функции 
} 

該函數始終返回一個結果 - 如果有多個語句，它是所有語句結果的數組。 如果只有一條語句，則返回對應類型的唯一值。 return $value 構造將值為 $value 的元素添加到結果數組中併中止語句列表的執行，空函數返回 $null。

例如，讓我們創建一個用於對數字進行平方的函數：

function sqr ($number)
{
      return $number * $number
}

請注意，在函數體中，您可以使用在調用它之前聲明的任何變量，並且在 PowerShell 中調用函數可能看起來不尋常：參數（如果有）不包含在括號中並用空格分隔。

sqr 2

或者像這樣：

sqr -number 2

由於參數傳遞方式的原因，函數本身有時需要用括號括起來：

function test_func ($n) {}
test_func -eq $null     # функция не вызывалась
(test_func) -eq $null   # результат выражения — $true

描述函數時，可以為參數分配默認值：

function func ($arg = value) {
         #тело функции
}

還有另一種語法用於描述函數參數，此外，可以從管道讀取參數 - 所有這些都將在下一篇文章中派上用場，當我們查看導出的模塊並創建我們自己的 cmdlet 時。

錯誤處理

PowerShell 有一個 Try...Catch...Finally 機制來處理異常。 Try 塊包含可能發生錯誤的代碼，Catch 塊包含其處理程序。 如果沒有錯誤，則不會執行。 無論是否發生錯誤，Finally 塊都會在 Try 塊之後執行，並且可以有多個 Catch 塊來處理不同類型的異常。 異常本身被寫入未聲明的默認變量 ($_) 並且可以輕鬆檢索。 在下面的示例中，我們實現了防止輸入無效值的保護：

try {

        [int]$test = Read-Host "Введите число"
        100 / $test

} catch {

         Write-Warning "Некорректное число"
         Write-Host $_

}

對 PowerShell 語言編程基礎知識的回顧到此結束。 在接下來的文章中，我們將更詳細地研究如何使用不同類型的變量、集合、正則表達式、創建函數、模塊和自定義 cmdlet，以及面向對象的編程。

來源： www.habr.com