Powershell学习笔记——了解Powershell

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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。