Windows PowerShell 講座 (5)—儲存資料的其他方式及編寫指令碼的前置準備
發佈日期: 2008 年 3 月 26 日
**作者：**賴榮樞
www.goodman-lai.idv.tw
本文的內容分成兩個部分：一是延續上一篇討論變數的文章，補充說明 Windows PowerShell 的常數和陣列；另一個部分則是為下一篇正式討論指令碼程式編寫的文章預作熱身，先行討論編寫指令碼的前置準備。
本頁內容
常數
唯讀的變數
陣列
關聯陣列
Windows PowerShell 指令碼的副檔名
執行 Windows PowerShell 指令碼程式
結語
簡單來說，程式是演算法和資料的集合；程式是以演算法處理資料，資料可能儲存於程式之外 （例如任何類型的檔案或資料庫），但是當程式欲處理資料時，都會先將資料載入程式的變數、常數、陣列等資料儲存區域，再加以處理。現代程式語言大都設計了變數、常數或陣列來儲存資料，Windows PowerShell 亦然。我們已經在上一篇文章《Windows PowerShell講座(4)—變數》（https://www.microsoft.com/taiwan/technet/columns/profwin/66-Winpowerwshell4.mspx） 說明了 Windows PowerShell 的變數，於此本文將補充 Windows PowerShell 儲存資料的其他方式，包括常數和陣列。
此外，本文的後半部將討論編寫指令碼的前置準備，包括如何開啟 Windows PowerShell 執行指令碼的能力、如何執行Windows PowerShell指令碼程式，以及 Windows PowerShell 主程式 powershell.exe 的啟動選項。
常數
對 Windows PowerShell 來說，變數與常數的差別，是常數不允許移除、不允許更動其值。 Windows PowerShell 常數可以說是一種特殊的變數，其實 Windows PowerShell 變數有一個名為Options的屬性，如果變數的 Options 屬性值為 Constant，那麼這種變數即具備常數的特性 （不允許移除、清除、或更動其值），也因此就將這種變數視為常數。
我們可以利用 New-Variable （別名為 nv） 或 Set-Variable （別名為 set）、並加上特定的 Options 參數來建立常數，例如以下建立了名為 cPi、值為 3.14159 的常數；請注意，必須加上 -Option Constant 才能讓變數變成常數：
nv -Name cPi -Value 3.1415 -Option Constant
Windows PowerShell 常數的使用與變數相同，必須在名稱之前加上 $ 符號。由於 Windows PowerShell 常數不允許移除、清除或更改其值，因此若以 Remove-Variable、Clear-Variable 或 Set-Variable 試圖移除、清除或更改其值，都會出現錯誤 （如下圖）。此外要注意的是，不能將現有的變數轉成常數，例如以 Set-Variable 對現有變數加上 -Option Constant，會導致錯誤。再者，建立常數的同時別忘了指定其值，因為建立之後就無法更改 （即使建立時忘了指定亦然）。
.jpg "Dd125500.67-winPowerShell-5-01(zh-tw,TechNet.10).jpg")
唯讀的變數
如果您覺得 Windows PowerShel l常數 （也就是 Option 屬性值為 Constant 的變數）一經建立就不能更改其值不夠彈性，也可以利用上述的唯讀變數，也就是在建立時，將變數的 Option 屬性值設為 ReadOnly。例如以下的例子建立了一個名為 LastName 的唯讀變數，其初值為 Lai：
nv -Name LastName -Value Lai -Option ReadOnly
Windows PowerShell 的唯讀變數與常數的差別，是利用 -Force 參數就能更改其值 （常數是完全不能更改），但與常數相同的是，唯讀變數也不能移除、清除。例如以下的例子是將上例建立的 LastName 唯讀變數值改成 Lo：
set -Name LastName -Value Lo -Force
或可簡略寫成：
set LastName Lo -Force
如果嘗試要清除或移除唯讀變數，會出現與企圖清除、移除常數相同的錯誤。
陣列
陣列是一組資料的集合，而這些資料都編了索引值 （index），因此我們可以利用索引值來取得陣列裡的資料。若以 「維度」 來看陣列，最常用的是一維陣列，下圖是一維陣列的簡單示意圖。有些程式語言的陣列索引值是 1 起始，而 Windows PowerShell 的陣列值則是 0 起始，因此以下陣列七個元素的索引值是從 0 到 6。
索引值 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
陣列元素 |
red |
orange |
yellow |
green |
blue |
indigo |
violet |
某些情況，我們必須以一組變數來儲存一群相關的資料，例如彩虹的七個顏色、伺服器裡的磁碟機等，在這類的情況，如果是以個別變數來儲存這些相關的資料，程式會很不好處理，例如：
$RainbowColor1 = "red" $RainbowColor2 = "orange" … $RainbowColor7 = "violet"
指定陣列內容
但如果改用陣列，就比較容易處理：
$RainbowColor = "red", "orange", "yellow", "green", "blue", "indigo", "violet"
以上會建立一個名為 RainbowColor 的陣列，而且這個陣列的內容 （稱為陣列元素） 分別是彩虹七種顏色的英文；因為每個陣列元素都是字串，因此必須以雙引號括住各個字串，並且以逗號隔開這七個陣列值 （以上只是 Windows PowerShell 建立一維陣列的作法，後續還會提及進一步存取陣列元素的方式，現在我們繼續說明建立陣列的作法）。
如果陣列元素為數值，就不需括註雙引號，否則數值會被視為字串，例如以下陣列 a 的內容是六個整數值：
$a = 1, 3, 17, 24, 8, 33
如果要建立內容為循序整數值的陣列，可以利用範圍運算子.. （兩個半形英文句點），例如以下陣列 b 的內容是 2 到 11 的整數值：
$b = 2..11
甚至，舉例來說，如果想要將 1、2 和 5 到 9 等七個數值指定到陣列，下列應該是最快的方式。又如果想要將 1 到 2、5 到 7、10 到 15 等 11 個數值指定到陣列，該怎麼做才最快呢？這個題目就留給你舉一反三。
$b = 1, 2 + 5 .. 9
透過上述的例子或許您發現陣列名稱和變數名稱的規則似乎類似。的確，您甚至可以將陣列視為一組變數的集合，而且陣列元素可以混合各種 Windows PowerShell 型別，例如以下陣列 c 混合了整數、字串、小數：
$c = 2, 3, "apple", 3.14, "banana"
宣告陣列型別
如同 Windows PowerShell 變數可以宣告成特定的型別，陣列也可以，而且在作法上，變數與陣列有許多相同之處，因為陣列可以說是源自變數。首先，陣列與變數的型別相同，都是源自 .NET Framework 的型別。 其次，陣列也是以類似的方式宣告型別，例如以下欲宣告整數型別的陣列，並指定內容 （也請留意與變數宣告型別的差異）：
# 陣列宣告特定型別，並指定內容 [int[]]$g = 15, 22, 33, 40 # 變數宣告特定型別，並指定內容 [int]$Age = 18
同樣的，指定過內容 （也就是非 Null 值） 的陣列 （或變數），都可以利用的 GetType 方法，或 Type 物件的 Name 屬性值，傳回變數的 Type 物件，或取得型別名稱；例如：
$g.GetType() $g.GetType().Name
指定個別的陣列元素值
在陣列建立並設定初值之後，我們仍可以指定個別的陣列元素值，在這個時候，您必須知道欲指定元素值的陣列索引值。例如以下第一個例子是將整數 10 指定成陣列 $a 的第二個元素值，而第二個例子則是將字串 Lai 指定成陣列 $ LastName 的最後一個元素值：
[int[]]$a = 1, 2, 3, 4 $a[1] = 10 [string[]]$LastName = "Lin", "Li", "Lo", "Hu" LastName[-1] = "Lai"
另一種指定個別的陣列元素值的作法，是利用SetValue方法；以下是上述兩個例子改以SetValue方法的作法：
$a.SetValue(10, 1)
#SetValue方法不能使用負的索引值
$LastName.SetValue("Lai", 3)
增加陣列元素
如果想新增陣列元素，可以利用遞增運算子 +=。繼續以上的兩個例子，以下第一個例子會在陣列 $a 末尾加入整數 101 為其新的元素，而第二個例子則會加入字串 Chen：
$a += 101 $LastName += "Oh"
遞增運算子也可以用在陣列元素 （上述是作用在陣列），其結果是將元素遞增特定值。例如以下的例子：
# 將整數10與第一個元素相加 $a[0] += 10 # 將字串Yang與最後一個元素相加（連接） $LastName[-1] += "Yang"
合併陣列
Windows PowerShell 的陣列很容易合併，只要利用加號就可以；例如以下的例子：
$i = 1, 2 $j = 3, 4 $k = $i + $j # $k的內容為 1, 2, 3, 4 $x = "Hello, " $y = "Windows PowerShell!" $z = $x + $y # $z 的內容為 Hello,Windows PowerShell!
同理，利用指定運算子 （=） 就能將整個陣列的內容，指定給另一個陣列，例如：
$n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 $p = $n
此外，我們也可以利用範圍運算子將陣列的部分內容指定給另一個陣列。例如以下的例子會將陣列 $n 索引值的第 0、1 及 3 到 8 等八個元素的值指定給陣列 $m：
$m = $n[0, 1 + 3..8]
取得陣列內容
將資料存入變數之後，最重要的就是取出並進一步處理，陣列亦然，但因為陣列裡有一組元素，因此若要取得個別元素，就必須利用元素的索引值。以上述的彩虹陣列為例，如果要取得第一個元素，就要利用索引值 0，如果要取得最後一個元素，其索引值是 6；甚至可以用逗號隔開欲取得的元素索引值，例如：
$RainbowColor[0] $RainbowColor[6] $RainbowColor[0, 3]
而索引值也可以是負數：-1 代表陣列的最後一個元素、-2 代表陣列的倒數第二個元素、-3 代表陣列的倒數第三個元素，依此類推。
Windows PowerShell 的世界處處可以見到物件，就連陣列也是，而我們可以利用陣列物件的 Length 屬性，得知陣列的元素數量，例如：
$RainbowColor.Length $c.Length
上述前者會得到 7，後者則是 4；雖然我們可以利用下列的方式，取得陣列的最後一個元素，但總不比利用索引值 -1 來得更為方便：
$RainbowColor[$RainbowColor.Length - 1] $c[$c.Length - 1]
範圍運算子 （..） 也可以用在陣列元素的取得，甚至還可以搭配負的索引值，例如以下的例子：
# 取得 $RainbowColor 陣列的前四個元素 $RainbowColor[0..3] # 取得 $RainbowColor 陣列的第一、第三以及第五到第七等五個元素 $RainbowColor[0, 2 + 4..6] # 取得 $RainbowColor 陣列的最後及倒數第二個元素 $RainbowColor[-1..-2] # 取得 $RainbowColor 陣列的第一、最後及倒數第二個元素（共三個） $RainbowColor[0..-2]
由於陣列的索引值是 0 起始的循序整數，而且陣列元素也都是循序排列，因此我們也經常利用 「迴圈」 來處理陣列。但關於細節，我們將留待後續說明迴圈的文章再討論。
刪除陣列
刪除陣列的方式一如刪除變數，利用 Remove-Item 或 Remove-Variable 皆可，例如：
Remove-Item Variable:a Remove-Variable LastName
關聯陣列
上述所討論的陣列，是以 「索引值」 作為存取、處理元素的基礎，每個索引值對應到特定的元素。這雖然已經很方便儲存一組資料，但是 Windows PowerShell 還提供了 「關聯陣列」 （associative array），能以另一種方式讓我們儲存一組相關的資料。
雖然概念類似一維陣列，但關聯陣列與陣列最大的差別，是前者採用 「索引鍵」 （key） 作為存取陣列內容的基礎；索引鍵是字串，每個索引鍵對應到特定的資料值 （value），因此索引鍵和資料值是互為。舉例來說，以下的員工分機表即可利用關聯陣列來儲存。
索引鍵（員工姓名） |
王小明 |
李大同 |
林中成 |
|---|---|---|---|
資料值（分機號碼） |
4122 |
4213 |
4421 |
建立並指定關聯陣列內容
以下是建立並指定關聯陣列內容的語法：
$<關聯陣列名稱> = @{<索引鍵1 = 資料值1="">; <索引鍵2 = 資料值2="">;...}
若是上述分機表，其關聯陣列的建立方式如下：
$phoneEx = @{王小明 = 4122; 李大同 = 4213; 林中成 = 4421}
請注意，如果索引鍵或資料值內含空白字元，或者資料值內含符號，就必須以單引號或雙引號括住索引鍵或資料值，例如：
$phoneTable = @{"Mike Wang" = "2845-4122"; "John Li" = "5211-4213"…}
上述的索引鍵是因為內含空白字元，所以必須加註引號，而資料值因為有橫線符號 （-），如果不加註引號，橫線符號會被視為減號，因此存入關聯陣列的值會是兩個整數的差。
關聯陣列的資料值可以混合各種資料型別，甚至可以是另一個關聯陣列，例如以下的例子：
$Mix = @{Key1 = 100; Key2 = Get-ChildItem; Key3 = "Hello!"; Key4 = $phoneEx}
更改、取得關聯陣列的資料值
點符號或陣列符號可以用來取得關聯陣列的資料值，例如：
$phoneTable.'Mike Wang' $phoneTable['John Li']
如果要更改關聯陣列資料值的方式，可以利用之前提及建立關聯陣列的方式，再重新指定新的資料值即可；或者也可以利用點符號或陣列符號，例如：
$phoneTable.'Mike Wang' = "8541-6258" $phoneTable['John Li'] = "8889-6841"
我們也可以利用關聯陣列的 Keys 和 Values 屬性，來取得關聯陣列的索引鍵和資料值，例如：
$phoneTable.Keys $phoneTable.Values $Mix.Keys $Mix.Values
關聯陣列也能利用迴圈，但細節也留待後續說明迴圈的文章再討論。
刪除陣列
刪除關聯陣列的方式一如刪除陣列，利用 Remove-Item 或 Remove-Variable 皆可，例如：
Remove-Item Variable:a Remove-Variable LastName
何以需要編寫 Windows PowerShell 指令碼程式
Windows PowerShell 不只是功能完整的 shell 環境，也提供了指令碼 （script） 程式的直譯能力。有些系統管理者可能認為 「寫程式」 是一件艱深的苦差事，但其實未必，尤其指令碼的編寫又比其他類型程式的編寫更為容易，因此系統管理者除了應該熟悉 Windows PowerShell 的指令操作，更應該熟悉 Windows PowerShell 的指令碼編寫。
或許您會質疑：「Windows PowerShell 已經夠方便、實用了，為什麼還要編寫指令碼程式？」 如果您覺得 Windows PowerShell 方便、實用，那更應該熟悉 Windows PowerShell 指令碼程式的編寫，因為這會讓 Windows PowerShell 更加的方便、實用。
簡單來說，Windows PowerShell 指令碼程式就是 Windows PowerShell 指令的集合，如果您經常依賴某些指令來完成一件工作，那麼只要將這些指令分行依序集中在文字檔，除了給予文字檔主檔名，再給予 ps1 作為副檔名，這些指令就成為指令檔，而只要執行這個指令檔，Windows PowerShell 直譯環境就會依序執行指令檔裡的指令，因此您不需要每次都輸入相同的指令。
再者—這也是之所以應該熟悉指令碼程式編寫的重要原因，指令碼程式可以依照您的指定，自動重複執行某些指令 （例如重複處理 20 個資料夾的內容），或者根據不同的邏輯狀況而給予不同的處理 （例如處理所有副檔名為 .txt 的檔案）。
Windows PowerShell 指令碼的副檔名
為了說明 Windows PowerShell 指令碼程式的編寫與執行，我們先寫個非常簡單的小程式，這個程式只有以下這行指令：
get-host
get-host 會顯示 Windows PowerShell 的版本及地域資訊。因為 Windows PowerShell 指令碼檔案是副檔名為 ps1 的純文字檔 （最後一個字元是數字 1），因此我們可以任何文字編輯器來編寫，但要注意的是，存檔時一定要將副檔名存成 ps1。目前有許多更便於編寫指令碼的編輯器，甚至也有編寫指令碼的整合開發環境，這類工具對指令碼開發很有幫助，若日後經常需要編寫大量的指令碼程式，不妨找一個好用的工具，但若還是初學者，建議先將焦點放在 Windows PowerShell 的學習。
執行 Windows PowerShell 指令碼程式
我們將這個簡單的程式存成 test1.ps1，並且放在 c:\MyMSH 資料夾。Windows PowerShell 指令碼程式可以從文字模式 Windows PowerShell 執行，也可從 Windows GUI 執行，在說明執行方式之前，我們要先開啟 Windows PowerShell 執行指令碼的能力。
開啟 Windows PowerShell 執行指令碼的能力
基於安全的考量，Windows PowerShell 預設關閉了指令檔的執行功能，若要開啟，我們需要 set-executionPolicy，不過您可以先利用 get-executionPolicy 來檢查系統目前的指令檔執行限制：
Restricted：預設值，關閉指令檔的執行功能。
AllSigned：只允許執行受信任發行者簽署過的指令檔。
RemoteSigned：從網際網路下載的指令檔必須經過受信任發行者的簽署才能執行。
Unrestricted：任何指令檔皆可執行，但是從網路網路下載的指令檔在執行之前會出現提示交談窗。
為了方便起見，我們將指令檔的執行限制改成RemoteSigned，也就是自己在本機建立的指令檔不受限制，但限制來自網際網路的指令檔 （但要提醒您的是，只要權限足夠的使用者，都有可能自行修改或建立危害系統的設定檔或指令檔）；設定的方式如下：
set-executionPolicy RemoteSigned
如果想還原成限制所有指令檔執行的預設狀態，請如下操作：
set-executionPolicy Restricted
上述設定的影響範圍遍及整個 Windows 環境，而不只是設定時的 Windows PowerShell 環境。
指令碼程式的完整路徑
如果要從 Windows PowerShell 文字模式環境執行 ps1 指令碼，除了要輸入完整的檔名 （包含副檔名 ps1），通常還要指定指令碼程式的完整路徑 （因為 Windows PowerShell 執行環境只會搜尋Path環境變數裡的資料夾），例如下圖裡的三種執行狀況，只有指定了指令碼程式路徑的第三種 （也就是.\test1.ps1），才能得到正確的結果；就算工作資料夾已經切換到指令碼程式所在的 c:\MyMSH，也要指定路徑。
.jpg "Dd125500.67-winPowerShell-5-02(zh-tw,TechNet.10).jpg")
指令路徑的方式有很多種，上述之所以使用 .\test1.ps1，是因為工作資料夾已經切換到了指令碼程式所在的 c:\MyMSH，因此能以 「單點」 表示目前的資料夾。除了相對路徑的表示方式，也可以利用絕對路徑表示方式 （不論工作資料夾為何，絕對路徑只要無誤，皆可找到檔案），此例的絕對路徑即為：
c:\MyMSH\test1.ps1
要提醒您的是，如果路徑或檔名裡有空白字元，例如 c:\My MSH 或 test 1.ps1，除了必須以單引號或雙引號括住徑名或檔名，還必須在最前面加上執行運算子&，例如：
# 絕對路徑 PS C:\User> & "c:\My MSH\test 1.ps1" # 相對路徑（也可以用單引號括住） PS C:\User> & '..\My MSH\test 1.ps1'
powershell.exe 的啟動選項
預設無法直接從 Windows 執行 Windows PowerShell 指令碼程式，如果雙按檔案總管裡的 ps1 檔，只會以記事本開啟程式檔。雖然我們可以改用 『執行』 交談窗來執行，但必須將欲執行的指令碼程式當作 powershell.exe （Windows PowerShell 環境的主程式）的選項，並且要加上 -NoExit 選項，以免執行之後 Windows PowerShell 視窗馬上消失；例如：
.jpg "Dd125500.67-winPowerShell-5-03(zh-tw,TechNet.10).jpg")
如果徑名或檔名裡有空白字元，類似之前提及必須加上執行運算子&，但是只能以單引號括住完整徑名，例如：
powershell -NoExit & 'c:\My MSH\test 1.ps1
許多程式都可以在執行時加上啟動選項，Windows PowerShell 執行環境的 powershell.exe 也一樣，關於 powershell.exe 啟動選項的說明，只要在 『命令提示字元』 或 Windows PowerShell 環境執行以下指令：
powershell /?
就會列出 Windows PowerShell 的啟動參數，以及參數的使用說明：
powershell[.exe] [-PSConsoleFile <file> | -Version <version>]
[-NoLogo] [-NoExit] [-NoProfile] [-NonInteractive]
[-OutputFormat {Text | XML}] [-InputFormat {Text | XML}]
[-Command { - | <script-block> [-args <arg-array>] | <string> [<CommandParameters>] } ]
以下的這些選項的說明。
-Help、/Help、-?、/?：顯示 Windows PowerShell 的啟動選項說明訊息。
-PSConsoleFile：載入指定的 Windows PowerShell 控制台檔案；Export-Console cmdlet 可以匯出 Windows PowerShell 環境的控制台檔案。例如：
PowerShell -PSConsoleFile MyPSConsole.psc1
-Version：啟動特定版本的 Windows PowerShell （前提是系統裡已經安裝這些版本的 Windows PowerShell）。例如：
PowerShell -Version 1
或
PowerShell -Version 1.0-NoLogo：啟動時不顯示開頭的版權訊息。
-NoExit：執行完啟動所指定的指令後，不結束 Windows PowerShell。
-NoProfile：不載入使用者設定檔。
-Noninteractive：關閉互動模式；有些 cmdlet 若未指定必要參數，會以互動模式提示使用者輸入必要參數，這個選項會關閉互動模式，因此若未輸入必要參數，會直接顯示錯誤訊息。
-OutputFormat：指定 Windows PowerShell 的輸出格式，有效的值是 Text 和 XML （循序的 CLIXML 格式）。
-InputFormat：指定輸入到 Windows PowerShell 的格式，有效的值是 Text 和 XML （循序的 CLIXML 格式）。
-Command：指定給 Windows PowerShell 的執行命令 （及任何參數）、程式區塊 （用大括號括住程式碼），執行後 Windows PowerShell 隨即結束 （除非另指定 -NoExit 選項）。如果 -Command 的值是要執行的命令字串，要避免其他的 Windows PowerShell 選項被認為是命令字串的參數，例如以下的 -NoExit 選項會被認為是 dir 的參數：
PowerShell -Command dir -NoExit
正確的寫法應該是：
PowerShell -NoExit -Command dir
或
PowerShell -Command "& {dir}" -NoExit
如果要執行的命令字串之後需要加上參數，可以寫成：
PowerShell -NoExit -Command dir -Name desktop
或
PowerShell -Command "& {dir -Name desktop}" -NoExit
結語
Windows PowerShell 提供了相當實用的變數、常數、陣列機制，這些機制是程式處理資料的重要基礎，因此我們花了一篇半的文章篇幅來說明這些機制的基本用法。此外，Windows PowerShell 除了是功能優異的文字模式操作介面 （shell），本身也兼具指令碼直譯功能，因此指令碼程式更是 Windows PowerShell 管理系統的利器。
本文的後半部論及編寫指令碼的前置準備，包括如何開啟 Windows PowerShell 執行指令碼的能力、如何執行 Windows PowerShell 指令碼程式，以及 Windows PowerShell 主程式 powershell.exe 的啟動選項。
我們將在下一篇文章繼續討論 Windows PowerShell 指令碼程式的編寫細節，包括運算紫、運算式、迴圈、流程控制等主題，而這也等於正式進入 Windows PowerShell 指令碼程式編寫的範圍。