PowerShell 教程 №3：变量、CSV 文件处理和 NoteProperty

经原视频作者 ABMedia 授权，本文由 Learn PowerShell 系列教程翻译整理而来。为尽量保证行文流畅和正式，在不改变作者原意的情况下，文字版做了一些删改修饰。引用样式文字皆为译者注，文中部分配图为译者根据原作者语境添设。

我们已经学了不少 PowerShell 的知识，掌握了它的基本使用方法，不过，我们还没有用它解决实际问题。了解完了命令是如何工作的，以及它们的的内部架构，现在，是时候完成一些现实中的案例了。其他命令行上，完成这些任务是一场噩梦。但是在 PowerShell 上却非常轻松。

变量

在我们开始讨论之前，我想谈谈变量。因为变量是一个非常有用的工具，我们将在整个系列视频中大量使用。

首先，变量，本质上是我们可以存储对象的地方。每个变量有一个独一无二的名字，我们用变量名来区分它们。

举个例子，想象一下这种情况：我想获取所有 CPU 时间超过 20 的进程，然后多次处理这些进程。假设我获取了这些进程，然后想求出其平均值；我还想遍历每个进程后再进行一次过滤；我也想对它们进行排序。我需要分别获得这三个结果，它们各有用处。那么，这就需要我们每次都写完全相同的东西。

也就是说，对于第一个任务，首先获取所有进程，过滤，然后求平均值；为了完成第二个任务，要获取所有进程，过滤，再次过滤；第三个任务也要这么做。这么写确实能完成任务，但存在问题。一次又一次地写完全相同的命令不仅需要花费我们更多时间，而且，让计算机去处理这些任务也比实际需要的更慢，因为我们是在让 PowerShell 一遍又一遍地过滤完全一样的进程，我们让它把同样一件事，干了三遍。

如果我们能将事情干一遍后，记住它输出了什么对象，然后反复利用这些相同的对象就好了，这样写更加方便，而且对于计算机 CPU 和内存而言，也更有效率。

事实上，这是能做到的，变量（Variable）正为此而生。变量能记下对象，以便重复使用。我们来打开 PowerShell，看看具体怎么回事。

使用变量的方式是先写一个$，接着写上一个独一无二的名字。不妨就用上面提到的例子，我要获取所有进程，然后筛选出那些 CPU 大于 20 的对象。现在，我们要做的是将这些对象存储在一个变量里面。首先选一个变量名，就叫它$expensiveProcesses吧。名字实际上无所谓，它只是方便我们之后使用该变量，只要确保它和其他变量不一样，就不会有问题。

$expensiveProcesses

然后，要将这些对象放入变量中，需要使用=（赋值符号），这句命令意思是：将后面命令的输出的值赋给$expensiveProcesses。

$expensiveProcesses = Get-Process | Where { $_.CPU -gt 20}

运行之后，好像什么也没有发生？失败了吗？实际上，并没有。所有对象现在已经放到变量中。因为它们已经在变量中了，PowerShell 选择不显示任何东西，对象已经存储到正确的地方了。

那么，这就是为变量赋值的方法，你能随心所欲地修改变量。

不过，该怎么使用变量呢？该怎么获取变量中的内容并操作它们呢？也很简单：写出变量的名字就可以了，就像这样：

如果我只是简单地写出变量名，不用它做任何其他事情，它会获取其中的所有对象，并且由于我们没有操作这些对象，PowerShell 将它们输出在终端中。

在上述案例中，我们要做的第一件事是获取变量中的内容，并将其 CPU 时间过滤出来，算出平均值。因此，首先获取变量中的内容，然后将其中的数据通过管道传输到 ForEach中，然后从中计算出平均值。

这就是变量的使用方式。这还解释了我们在第 1 集中没有详述的一个问题：使用ForEach时，$_是什么意思？答案很简单，$_是一个特殊的变量，它会被ForEach根据管道中的对象，自动替换。它只是一个变量，每有一个对象，就会被ForEach更换。

$_ 还有一种写法：$PSItem

在ForEach中，我们在这个被换出的变量后面加上一个点，还记得在第 1 集中我们说，这个点意味着我们将访问对象内部的某个东西。那么假设变量person中含有一个对象，它包含三个属性：Name、Birthday和Organisation。

现在，如果想单独获取这个人的名字，可以先写$person，然后写 .Name，也就是将人放进这个变量，仅从变量获取人名：

另外，设置/更改变量非常简单，方法是写一个等号，接着写需要存入其中的值，比如说Mike：

$person.Name = "Mike"

命令就是字面意思：把文件对象的Name属性值修改为Mike，就像将某个命令的结果赋值给变量一样，为其赋值后，现在如果我们再看此属性——Name变成了Mike，对象的属性值可以随意更改。

这就是关于变量的全部内容了，我们将在剩下的视频中一直使用变量，因而不用担心，你很快就会熟悉它们。

CSV 文件

我们从一个假想的场景开始讲起，现在有一个csv文件，其中是学校里面 100 名学生的名单，和它们的（假的）数学、英语成绩：

本文 CSV 文件地址

我们需要：从文件中求出学生们英文和数学的平均成绩，用 PowerShell 完成这个任务很容易，下面演示具体步骤。

首先要介绍 PowerShell 中一个非常有用的命令：Import-Csv，其作用是接收一个 CSV 文件，将其中的所有数据转换为对象。也就是说，我们会获得 100 个对象，每个对象都有Name、Age、Maths以及English属性。执行一个命令后加载所有数据。对于其他格式，PowerShell 中也有 XML 和 JSON 的等效命令。

我们来为Import-Csv运行Get-Help，稍微了解一下它的用法，看这一行，很简单，我们只需要提供一个东西：文件路径：

来试试看，运行Import-Csv，将Path设置为 CSV 文件的路径，之后再将把命令的输出放进一个叫为students的变量中，这样才能轻松地操作这些对象，运行试试：

类型转换 Casting

有了这个变量，现在可以求平均值了，但是，还有一件事要做。

CSV 文件有一个根本性缺陷，它们无法区分数值是文本还是数字。也就是说，读取 CSV 文件时，CSV 没有办法知道是把属性当作文本，还是当作其他类型。对于计算机来说，数字12和文字12是有区别的，前者是数字，可以进行数学运算，后者只是只是字母或符号，CSV 无法区分文本和其他类型，这意味着任何读取 CSV 的内容的应用，会将所有属性视为文本。对于其他格式，比如 XML 和 JSON，这不是个问题，因为它们实际上有办法区分属性的类型，但 CSV 格式没有办法，所以每个属性都会被当成字面意义上的符号，视为文本。PowerShell 也不例外，在这里看到的所有属性，它们的值实际上都是文本类型：

大多数时候，这种情况对我们来说不构成麻烦。但是，现在我们要进行一些数学运算，求出平均值，就必须要把值转换为数字类型。

在 PowerShell 中将文本转换为数字很简单，假设有一个名为t的变量，我将文本 123 放入其中，请注意引号意味着放入的是文本：

$t = "123"

要是想把变量中的内容变成一个数字，很简单，我们像获取变量一样写出变量名，在变量之前输入[int]：

[int]$t

int是 integer 的缩写，意思是整数，这种方法会输出一个数字类型。我们是在获取变量中的内容后，将其变成，或者说，转换成数字。那么，按 ENTER，就会看到转换过数字。

要是我想将变量t设置为数字类型，就这么写：

$t = [int]$t

取出t中的内容，也就是这个123文本，将其转换为数字，再把这个新数字放回变量中。现在，变量从文本类型变成了数字类型：

这些概念基本上适用于现有的每一种编程语言，是的，你正在从本系列视频中，学到适用于完整编程语言的内容。

那么，下面对获取的学生列表执行这一操作。我们要把Maths和English转换为数字，实现起来很简单。输入学生变量，将它的每一行中的数学改成转换为整数的数学，每有一个学生，我们将其数学属性转换为数字，再把转换后的放回去，英语属性也是同样的道理：

好了，它们现在都变成数字了。现在，要求得数学平均成绩，像之前一样，用ForEach将其过滤到仅剩数学属性，再用Measure -Average来得到平均值，执行命令后，便得到了平均成绩：

我知道有些命令看起来有点长，但是，它拥有无限的灵活性。我们可以用这些数据做任何事情，比如要是有一个设备列表，我们能列出每一台设备上的文件，然后操作这些文件，一通百通，一种思路能用于各种任务。

NoteProperty

不过，虽然这么说，上面的还不够 Cool，我们不妨更进一步，但在这之前，先谈谈属性。

要是你还记得第 1 集，我说过每个对象都是由属性组成的，我说过除属性之外，没有别的了，这种说法不太准确。属性并非对象中的唯一内容，对象里还有其他成分。

这些东西中的大部分都……无足轻重。其实，对象的大部分组成部分都很直白，能顾名思义。比如ScriptProperty，它会在你获取或者修改属性时，运行一个小脚本，也就是说，它还是一个属性，只是为了更加方便而设计。还有很多顾名思义的东西，我就不费口舌了。但 NoteProperty 这个属性确实需要展开诠释。

属性有一个很重要的特点：假设我们有一个代表进程的对象，它有三个属性。那么，这三个属性是无法更改的。

它们实际上存储在 .NET 代码中，进一步说，你能获取的各种不同类型的对象，进程对象也好，文件对象也罢，你看到的所有属性都是从 .NET 的代码中生成的。它们甚至在我们启动 PowerShell 之前就已经存在了，这同时意味着，我们无法更改他们。那些属性已经在代码中预先定义好了，因而，它们永远保持不变，无法删除也无法添加。

但是，NoteProperty 是一种特殊的属性。我们可以随时向任何对象添加NoteProperty。NoteProperty能让我们将任何额外信息附加到某些东西上，所以可以被用来做很多事情。

还记得Import-Csv输出的的对象吗？这些对象上的所有属性实际上都是 NoteProperties：

因为Import-Csv不能在它读取 CSV 文件之前就知道需要什么属性，这显然是在 PowerShell 运行时才发生的，也就是说，它输出的所有对象的每个属性都是 NoteProperty。

我们可以把 NoteProperty 用于我们新任务。

Add-Member

我们已经求得出了分数的平均值，但现在，我们要实际修改 CSV 文件：我们先添加一个全新的Sum列，其包含每个学生的英语和数学成绩的总和。做到这一点非常简单，像之前那样，我们要先加载 CSV 文件，然后我们要从该文件中获取所有对象，并将我们自己的Sum属性添加到每个对象中。之后，每个对象都有一个Sum属性了。再然后，就要填写所有这些Sum属性。最后，用名为Export-Csv的命令，将对象及其所有属性保存回 CSV 中。

那么，我们来试试。

首先，要搞清楚该怎么去给对象添加属性，比如说，在这个 $file 变量中，有一个非常简单的文件对象，是通过运行ls，再用Where将其过滤到仅此一个文件得到的：

现在，我要把自己的属性添加到此对象中，我要把这个属性叫做Importance，用来标识文件的重要性。那么，这就要使用本节要学习的最后一个命令，Add-Member，它允许用户向对象添加一个小部分。

首先，我们需要准确地告诉它想要给什么对象添加属性，InputObject参数值就是file，因为我想将属性添加到这个文件中：

Add-Member -InputObject $file

之后，我们要准确地告诉它我要添加什么样的成员：MemberType，在此例中，我们希望它是一个NoteProperty：

Add-Member -InputObject $file -MemberType NoteProperty

现在我们要输入名称，我想称之为Importance，你会注意到，由于Name是文本，我把它放在引号中，再说一次，从技术上讲，我可以不用引号，因为如果只有一个单词，PowerShell 确实可以让你使用不带引号的文本，但严格的说，这是不符合规范的：

Add-Member -InputObject $file -MemberType NoteProperty -Name "Importance"

最后，我们要告诉它我们希望设定属性的初始值，使用Value，就数字0吧：

Add-Member -InputObject $file -MemberType NoteProperty -Name "Importance" -Value 0

但是，PowerShell 认为我们的属性不够重要，所以不把它显示在表格视图中：

不过也没关系，专门告诉Format-Table我们希望它也向展示这个属性即可，方案是使用Property参数，告诉表格我们希望它向我们显示哪些属性。假设我们想看到Name、Length，和我们添加的Importance，就像这样：

当然，在这个案例中，我们确实需要稍微调整一下Format-Table来向我们显示它，因为命令认为该属性不值得展示，但无论如何我们成功了，能看到这个属性的值是 0。

该如何修改这个值呢：方法也很简单，获取我们的文件变量，进入其中更深一层的Importance属性，将其设置为5，完成：

好的，来总结一下，不像常规的预设的属性，NoteProperties 可以自行添加，添加的方式是使用Add-Member。输入对象；告诉它我们想要一个NoteProperty，然后告诉它该属性的名称以及放入其中的内容，最后，一旦我们属性添加完成，我们就可以通过变量、一个点和属性值来修改它。

现在，让我们把所有知识都应用到实例。

案例

我想要做的是为每一个 CSV 文件中的对象添加Sum属性，以此来保存存数学和英语的总和。

为此，需要使用ForEach。我们先获取所有对象，然后在ForEach中运行Add-Member为每个对象添加Sum属性。InputObject将是$_，我们希望每次都将属性添加到我们当前所在的对象中。当然，这里还需要NoteProperty`，而不是其他的能读取的属性。Name 为 「Sum」。

$students | ForEach { Add-Member -InputObject $_ -MemberType NoteProperty -Name "Sum"}

Sum，之后是Sum属性的值。此时有两种思路：你可以把它们全部设为 0，然后执行第二个ForEach，遍历每个对象再将属性设置为正确的值。不过，这样做意义不大，因为它们就在这里，我们可以直接赋值，做法如下：

我们希望其属性值为：当前对象的数学加上当前对象的英语，对吧？那么我们如何将两个数字相加呢？退一步讲，假设有一个名为singleStudent的变量，其中只包含一个学生，该怎么把数学和英语分数加在一起？

很简单，首先要获取Maths的值，因而我们要获取变量，并访问其中的Maths；然后我们要把它和English相加，所以我们在变量中获取 English 属性。它们加在一起后，因为我们没有把结果存储到任何地方，PowerShell 直接将它们显示了出来：

因为想把我们当前对象的数学添加到当前对象的英语中，我们需要对 ForEach 中的 $_ 做同样的事情：

$students | ForEach { Add-Member -InputObject $_ -MemberType NoteProperty -Name "Sum" -Value $_.Maths + $_.English}

不过，有一个小问题：当 PowerShell 看到这个表达时，它实际上看到的是运行 Add-Member，然后获取其输出并将其和English相加，那……没有任何意义。因此，我们需要明确表示让它一次性完成相加这个指令，把它放进括号就可以了：

$students | ForEach { Add-Member -InputObject $_ -MemberType NoteProperty -Name "Sum" -Value ($_.Maths + $_.English)}

这些括号基本功能是让 PowerShell先做这件事，然后再使用这个表达式的结果。运行命令后，如果我们查看变量中的内容，是我们预期的结果：

所有的总和都已填写完毕。如果想把它保存为 CSV 文件，就将其通过管道传输到Export-Csv中，提供一个文件名，就像这样：

$students | ForEach { Add-Member -InputObject $_ -MemberType NoteProperty -Name "Sum" -Value ($_.Maths + $_.English)} | Export-Csv sum.csv

我知道你可能在想：这也太繁琐了，但实际上并没有，一开始写起来是有点慢，因为你还在习惯它。这是学习任何东西必经的过程。

那么，本期视频就快结束了。不过，我知道在整个视频中你一直在想一件事，不管你有没有意识到，那就是，「这些命令太长了」。说真的，看看这个，看看这有多长：

有没有更短的书写方法？实际上确实有，我们可以使用一些简单的别名来帮助缩短命令……下一个视频我们再讲这些。

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