Powershell学习笔记——了解Powershell

引子

　　公司在Windows环境下进行开发，所以在写自动构建的时候，自然而然地想到了CMD SHELL。本来考虑过使用Windows Script Host脚本（WSF、JS或VBS）来写，但要在WSH脚本里调用VS的批处理来设置环境很困难。随着项目结构变得复杂，CMD SHELL写的构建脚本也开始变得复杂，这个时候就感到CMD SHELL有点吃力了，于是想到了Powershell。

　　在这之前对Powershell其实有过一些了解，知道它是一个比CMD SHELL更适合写脚本程序的东西，跟.NET有着莫大的关系。不过之前的了解也仅此而已，所以还是需要先学习一下。通过Google找到了Tobias Weltner博士写的《Master Powershell》（http://powershell.com/cs/blogs/ebook/），花了半天拣想了解的部分通看了一遍，于是有了写下《Powershell学习笔记》的想法。

　　感谢Tobias Weltner博士，以及他那本免费的《Master Powershell》！

 

从CMD SHELL到Powershell

　　看了《Master Powershell》一遍之后，我觉得学习Powershell是正确的。

　　CMD SHELL（以下简称CMD）来源于DOS时代的批处理脚本，它最初的设计就是为着顺序批处理来的。在Windows 2000和Windows XP时代，DOS批处理正式升级为CMD SHELL，在语法和功能上做了一些扩展；脚本文件开始支持.CMD扩展名，并兼容之前的.BAT扩展名；其名称也由“DOS窗口”改为“命令提示符”。CMD SHELL虽然可以完成很多比较复杂的任务，但却非常考验脚本开发者大脑的堆栈大小。

　　CMD的确适合写一些简单的SHELL程序，而Powershell却包含了写一个复杂的脚本程序所需要的各种支持，包括语法和函数库——巨大的.NET函数库。

1. 参数处理，Powershell方便不只一点点

　　CMD中处理参数，通常是按顺序处理%1-%9，参数比较多还需要通过SHIFT命令来对参数进行移位。如果想处理位置不定的switch参数，或者处理命名参数，那就分析参数这部分脚本都能把人搞搅晕。而Powershell原生就支持参数数组、命名参数和switch参数。比如

# test.ps1
# 在脚本中定义命名参数和switch参数
param($name, [switch] $isMale)
# 如果 .\test.ps1 -name "James Fancy" -ismale
#  $name的值为James Fancy
#  $isMale的值为True
# 如果缺省-ismale参数，$isMale的值为False
# 如果 .\test.ps1 -name -ismale
#  会直接报告错误，因为-name需要附加的参数

　　可见Powershell已经将参数处理部分进行了很好的封闭。如果要用CMD来写，那就需要GOTO、SHIFT若干条件分支以及若干临时的环境变量。

2. Powershell，Powered Variable

　　CMD中的变量，其实都是环境变量，而且其值一定是字符串。而Powershell中有真正意义的变量，并且这些变量可以是字符串类型、数值类型、日期类型……甚至任意对象类型，只要是.NET库中支持的对象。不错，Powershell是一个面向对象的脚本。很酷，是么？

　　CMD中如果需要列表怎么办——用分号分隔的字符串值；那如果需要哈希表呢——用分号分隔的带等号的字符串值……是的，CMD可以做到，只是处理起来麻烦一点而已。当然，在Powershell中不需要这么麻烦，Powershell支持数组类型的变量和哈希表类型的变量，就像——嗯，像什么呢？有点像PHP，也有点像Javascript。

# 定义一个数组
$a = 1,2,3
# 也可以这样定义
$a = @(1,2,3)
# 或者定义一个空数组
$a = @()
# 再定义两个哈希表
$m1 = ${ key1="value1";key2=1234 }
$emptymap = ${}

3. 丰富的表达式

　　在CMD中如果想计算四则运算，需要用到SET /A命令，可以进行常见的各种算术运算。Powershell当然不输于CMD。Powershell中可以进行各种各样的运算，而且完全不需要通过命令来进行。

　　当然Powershell能做的不仅是这样。比如获取日期，CMD下需要获取日期当然是用DATE命令，如果要干净一点的日期，用DATE /T，不过输出的日期格式嘛……当然就看在Windows里怎么设置的啦。而在Powershell里，日期是一个对象，格式嘛，当然可以想什么样就什么样……

# 按两种格式输出日期
(get-date).toString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss")
# 输出 2011-10-04 09:54:47
(get-date).toString("yyyy年M月d日")
# 输出 2011年10月4日

　　对了，还有条件表达式，Powershell是通过-eq、-ne、-lt、-gt等运算符来进行比较，还可以通过-and、-or等运算符来表达组合条件……差点忘了-not，当然它还可以简写成“!”。

# 下面表达式返回True
(1 -lt 2) -and (3 -eq 03)

4. 字符串处理的天堂

　　CMD中想要处理字符串，那简直就是恶梦！虽然SET和FOR命令外加GOTO或者CALL命令可以对字符串进行一些简单的处理，但是处理起来那是真的太太太复杂了。现在来到Powershell，天堂啊！字符串可以非常方便地重复、拼接、拆分、各种比较，甚至匹配正则表达式，因为这些都是.NET中的String对象所具有的能力。

# 输出20个减号
"-" * 20
# 拼接为Powershell
"Powerh" + "shell"
# 匹配，以下均返回True
"powershell" -eq "POWERSHELL"
"powershell" -like "power*"
"powershell" -match "shell"
"powershell".startsWith("p")
# 区分大小写的比较和匹配，以下均返回False
"powershell" -ceq "POWERSHELL"
"powershell" -clike "P*"
"powershell".startsWith("P")

　　差点忘了伟大的String.Format，格式化字符串，直接看疗效：

# 输出00EA
"{0:X4}" -f 234
# 上述语句等效于
[string]::format("{0:X4}", 234)

5. 流程控制，伟大的飞跃

　　CMD当然提供了控制流程控制，因为它提供了IF命令和FOR命令。IF命令很简单，它的方便性完全取决于条件表达式是否方便，从这一点一说，CMD的IF语句很好很强大。虽然没有SWITCH语句是个遗憾，但至少很多个IF语句是完全撑得起场面的。但话说回来，要FOR语句撑起循环的一片天，还真有点吃力，所以才经常会有通过GOTO语句来模拟循环的情况发生。

　　来到Powershell中，说起流程控制，那简直就是一个飞跃。

　　从条件分支控制来说，if和switch当然一个都不能少，而switch，更是非常的强大。switch精确匹配数值，这是常规功能；它还能匹配条件表达式，这似乎有点让人惊喜了；它还可以按区分大小写和不区分大小写两种方式匹配字符串；不止这些，它还可以按通配符进行匹配；都到这一步了，那按正则表达式匹配也少不掉啦！

　　说起Powershell的循环，那就更是多样了，光Foreach都有两种，一种是Foreach关键字，用于数组地遍历；另一种是Foreach-Object命令，用于遍历管道输出的多个对象。很巧……也许是Microsoft故意的，Foreach-Object有个别名，就叫Foreach。另外，For语句当然不会少，还有常见的Do...While和While {}两种循环。这些都很觉，最神奇的，是Switch语句也可以用于循环处理数组，并且根据数组中各项的匹配情况来进行不同的处理——就相当于是把内嵌Switch的For/Foreach结构简化了一样！来个例子

$array = 1..5
switch ($array) {
 {$_ % 2} { "$_ is odd" }
 default { "$_ is even" }
}
# 输出如下
# 1 is odd
# 2 is even
# 3 is odd
# 4 is even
# 5 is odd

6. 函数和函数库

　　CMD有函数吗？没有。CMD只是通过CALL模拟了函数调用。在脚本内部，“CALL:标签”和GOTO:EOF可以模拟函数调用及返回。而在脚本外部，则通过“CALL 脚本.CMD”来实现。所以CMD的函数库，是一堆.CMD或者.BAT文件。

　　Powershell当然是支持定义函数的——通过function关键字。而且如果把若干函数放在一个.ps1脚本文本中，再通过点号（.）来调用的话，这些函数立即对当前环境可用——也就是说，这个.ps1脚本文件就是函数库。将相关的函数组织在一个脚本文件中当然会比组织在N个脚本文件中方便得多，也更利于发布。

　　当然，关键问题在于Powershell支持函数。Powershell的函数也可以像脚本文件一样定义参数列表、命名参数和switch参数，并提供极其方便的解析功能。除此之外，Powershell的函数可以有返回值。不仅有，而且很强大，它可以以数组的的方式返回多个值。就像这样

# 定义函数
function test([string] $a, [string] $b) {
    $a.toUpper();
    $b.toLower();
}
# 调用
$x, $y = test("James", "Fancy")
"`$x = $x, `$y = $y"
# 输出 $x = JAMES, $y = fancy

7. 其它

　　Powershell的好处远不止上面所说的那些，难怪Microsoft这么强烈的推荐使用Powershell代替CMD。甚至有人认为Powershell将成为Windows脚本的霸主。它的确比CMD强大了不止一点点，就是相对于WSH来说，它的便捷性和强大的.NET支持也是WSH所不能比拟的——压根就不是一个数量级的东西。