Powershell學習筆記——運算符

　　當我正準備記下學習Powershell函數的心得時，突然因爲別的事情需要使用計算器。於是我就將就已經打開的Powershell控制檯完全了計算。這個時間，我突然想起，忘了把Powersehll的運算符記錄下來。

Powersehll有哪些運算符

　　Powershell有哪些運行符？當然Google有答案，也許Baidu也有答案。不過我決定還是先問Powershell試試。所以我嘗試了這麼一條命令：

PS F:\> help about_operator

　　嘿，蒙對了，這裏果然有Powershell運算符的詳細介紹。

　　Powershell支持運算符主要有這麼幾種類型：

　　√ 算術運算符：用於進行數值計算

　　√ 賦值運算符：給變量賦值，或者計算後賦值

　　√ 比較運算符：條件運算符的其中一類，用於比較值或對象的大小

　　√ 邏輯運算符：條件運算符的另一類，用於連接多個條件表達式

　　√ 重定向運算符：用於重定向的運算符，詳情參考about_redirection

　　√ 拆分/聯接運算符：字符串運算符的一類，用於對字符串進行拆分和聯接

　　√ 類型運算符：判斷或更改對象的類型

　　√ 一元運算符：就是++和--啦

　　√ 特殊運算符：其它比較特殊的運算符

　　雖然Powershell的幫助文檔裏已經對運算符進行了很詳細的分類，但是爲便於理解不同類型的運算，我還是對它進行了重新分類。

1. 算術運算符

　　算術運算符就是小學用於四則運算的那些符號：+、-、*、/、()，以及經常用在程序設計語言中的幾個運算符：%、++、--。

　　這些運算符中，+和*都可以用於字符串運算；其中+還可以用於連接數組和哈希表，*還可以用於複製數組。不過這些都不屬於算術運算的範疇，所以這裏暫時不作說明。

　　運算符的優先級和小學的時候學的一樣，括號優先，然後是乘除，最後是加減。這裏%和優先級和乘除一樣，而++和--的優先級需要特別說明。除此之外，還有一些需要特別說明的地方：

　　1. -，它實際是兩個運算符：它即可以作爲單目運算符表示對數值或變量取負，也可以用作雙目運算符，表示兩個值相減。當-作爲取負運算符的時候，它的優先級高於乘除和取餘。

　　2. %，這是取餘運算符，用法和優先級都與/號完全一樣，只是結果不同。/號用於取商，而%號用於取餘數。愛動腦筋的朋友這裏會發現2個問題：
1) /號用於取商，得到的結果是整數部還是精確的實數結果呢？
2) %號能取實數除法的餘數麼？
做個實驗就明白了：

PS F:\> 3 / 2 # 得到的是實數商
1.5
PS F:\> 3.2 % 2 # 餘數居然可以是小數呢
1.2
PS F:\>

　　由於實驗結果對第1)個問題的解答，我們不得不面對第3)個問題：
3) 如果想得到整數商，該怎麼辦？
如果做過C/C++/C#/Java開發，一定會想到一個辦法：強制轉換。Powershell的強制轉換有2種方式，一種是直接類型強制轉換，另一種是通過-as運算符進行轉換

PS F:\> [int] (3 / 2) # 直接類型強制轉換
2
PS F:\> (3 / 2) -as [int] # -as運算符進行類型轉換
2
PS F:\>

　　天啊，強制轉換的結果是四捨五入計算的。幸好我們是用3 / 2來做實驗，如果用了4 / 3，你一定會認爲這種方法挺有效的。
不過現在我們需要找另一種方法來解決問題——取不大於值的最大整數，用.NET類中Math類的Floor方法可以實現。

PS F:\> [math]::floor(3 / 2)
1
PS F:\>

　　但這種方法只對正數有效。如果是負數，就要用[math]::ceiling了，取不小於參數值的最小整數。

　　3. ++和--，自增和自減運算符。這兩個運算符本來是屬於賦值運算符，因爲它們只能對變更進行運算，並將結果回賦給變量。不過很多時候它們也用於算術表達式中，所以就在這裏一併說了。瞭解C/Java語系語法的都明白這兩個運算符的用法，不瞭解的，做個實驗也就明白了

PS F:\> $a = 5
PS F:\> $a++ # $a自已+1，並將結果回賦給自己
PS F:\> $a
6
PS F:\> $a-- # $a自己-1，並將結果回賦給自己
PS F:\> $a
5
PS F:\>

　　++和--運算符在算術表達式中的優先級完全取決這兩個運算符相對於它們運算的變量的位置。如果它們用在變量之後，那麼它們將在整個表達式的最後進行計算；如果它們用在變量之前，則在整個表達式的最前進行計算，比如

PS F:\> $a = 5
PS F:\> 3 + $a++ # 先運算了3+$a(5)，之後$a再自加1
8
PS F:\> $a
6
PS F:\> 6 - --$a # $a先自減1，值變爲5之後，再進行6-$a(5)的運算
1
PS F:\> $a
5
PS F:\>

2. 賦值運算符

　　最常見的賦值運算符，當然是=。除此之外還有+=、-=、*=、/=、%=，以及被Powershell單獨列爲一類的++和--（這兩個運算符已經在上面說過咯）。

　　=運算符很好理解，就是把右邊的值賦給左邊的變量。其它5個含=號的賦值運算符對C/Java系的同學們來說也不陌生。它們是將符號左邊的變量值，與右邊的表達式結果進行相應的運算（注意=號前面那個符號就是它的運算符）之後，再將結果賦值給左邊的變量。比如

PS F:\> $a = 5
PS F:\> $a += 3
PS F:\> $a
8
PS F:\>

3. 條件運算符

　　條件運算符就是用於組成條件表達式的運算符。Powershell的比較運算符和邏輯運算符都是條件運算符。它們都有一個共同點：結果一定是布爾值True或者False。

　　比較運算符包括：-eq（相等）、-ne（不等）、-lt（小於）、-gt（大於）、-le（小於等於）、-ge（大於等於），它們可以用於比較兩個數值，或者兩個字符串。另外還有一套專門用於比較/匹配字符串的比較運算符，比如-match、-like、-ieq、-ceq等，將在字符串運算符（就是下一節）裏進行介紹。

　　邏輯運算符主要用於連接各條件表達式，這些運算符包括：-and（和/與）、-or（或）、-xor（異或）、-not（非）、!（簡化的-not）。

　　單的舉兩個例子：

PS F:\> (2 -lt 3) -and (3.2 -gt 3)
True
PS F:\> !(2 -lt 3)
False

4. 字符串運算符

　　Powershell對字符串的處理功能是非常強大的，這些處理基本上都通過字符串運算符表現出來了。字符串運算符主要包括兩類，一類是用於產生字符串的，另一類是用於比較和匹配字符串的。

　　1) 比較/匹配類運算符

　　-eq、-ne、-lt、-gt、-le、-ge，比較字符串，不區分大小寫

　　-ieq、-ine、-ilt、-igt、-ile、-ige，比較字符串，不區分大小寫

　　-eq、-ne、-lt、-gt、-le、-ge，比較字符串，區分大小寫

　　從這三組共18個比較運算符可以看出來字符串比較類運算符的規律：有一組默認的，默認的都不區分大小寫；還有一組帶i前綴的，意思是ignore case，仍然是不區分大小寫；最後一組帶c前綴，意思是case sensitive，區分大小寫。

　　-like、-notlike，使用通配符(*)進行匹配，支持i和c前綴。

　　-match、-notmatch，使用正則表達式進行匹配，支持i和c前綴。

　　以上所有用於字符串比較/匹配的運算符，用於字符串比較時，返回True或者False。它們也可以用於對字符串數組進行過濾，並將數組所有測試值爲True的字符串組成一個新的字符串數組返回。比如

PS F:\> $a = "James Fancy", "abcdefg", "gfedcba", "ABCDEFG"
PS F:\> $a[0] -cmatch "a." # 數組的第1個元素，是個字符串，返回布爾值
True
PS F:\> $a -like "a*" # 整個數組進行匹配，返回匹配成功的
abcdefg
ABCDEFG
PS F:\> $b = $a -like "a*" # 將匹配結果賦值給變量$b
PS F:\> $b.getType().fullName #查看$b的類型，是數組類型
System.Object[]
PS F:\> $b.length # $b的長度爲2
2
PS F:\> $b = $a -clike "a*" # 看看數組中只有1項匹配的時候會怎麼樣
PS F:\> $b.getType().fullName # $b仍然是數組
System.Object[]
PS F:\> $b.length # $b是長度爲1（只有1個元素）的數組
1
PS F:\>

　　2) 產生字符串的運算符

　　+、+=，用於連接字符串。如

PS F:\> "James" + " Fancy"
James Fancy
PS F:\> $a = "Hello "
PS F:\> $a += "James"
PS F:\> $a
Hello James
PS F:\>

　　*、*=都可以用於產生重複一定數量的字符串。比如

PS F:\> "ABCD" * 5
ABCDABCDABCDABCDABCD
PS F:\> $spliter = "-"
PS F:\> $spliter *= 40
PS F:\> $spliter
----------------------------------------
PS F:\>

　　-replace用於替換掉字符串中的匹配項，並返回新的字符串，支持i和c前綴。-replace可以按正則表達式進行匹配。如

PS F:\> $a = "Hello Mr. James"
PS F:\> $a -replace "james", "Fancy"
Hello Mr. Fancy
PS F:\> $a = "Hello Mr. James and Mr. Fancy"
PS F:\> $a -replace "Mr.\s*(.*?)\b", "$1" # -replace可以按正則表達式匹配
Hello James and Fancy
PS F:\>

　　-split和-join分別用於拆分字符串（爲數組）和聯接字符串（從數組）。-split支持通過正則表達式匹配分隔符。如

PS F:\> $a = "Hello, James Fancy. How are you?"
PS F:\> $b = $a -split "[,\s\.]+"
PS F:\> $b
Hello
James
Fancy
How
are
you?
PS F:\> $b -join ";"
Hello;James;Fancy;How;are;you?
PS F:\>

　　-f通過格產生字符串，類似.NET框架中的String.Format函數。比如

PS F:\> "{0}; {1:yyyy-MM-dd}；HEX: {2:X4}" -f "J.Fan", $(get-date), 7654321
J.Fan; 2011-10-07；HEX: 74CBB1
PS F:\> [string]::format("{0}; {1:yyyy-MM-dd}；HEX: {2:X4}", "J.Fan", $(get-date), 7654321)
J.Fan; 2011-10-07；HEX: 74CBB1
PS F:\>

5. 數組和哈希表運算符

　　@()，產生數組對象。如果括號裏沒有內容，產生一個空數組。如果括號裏有多個元素，用逗號進行分隔——對了，這裏用到了所謂的逗號（,）運算符。其實，多個元素的時候，連@()都省了，直接寫列表就是數組。

　　..（兩個點號），範圍運算符，產生整型數組的另一種方式，只需要給定上下限整數，就可以產生一個包含連續整數的數組。

　　數組是以0爲起始下標的，對數組元素的訪問是中括號，以及包含在中括號中的下標號。比如

PS F:\> $a = @(1,2,3,4,5) # 也可以是 $a = 1,2,3,4,5
PS F:\> $a.length
5
PS F:\> $a[1]
2
PS F:\> @(1..2)
1
2
PS F:\> 3..1
3
2
1
PS F:\>

　　@{}，產生哈希表對象。大括號內沒有內容，產生一個空的哈希表對象。大括號中是以鍵值對爲單位，鍵和值之間用=號分隔。如果大括號裏有多個鍵值對，用分號分隔。

　　對哈希表中元素的訪問也是通過中括號，不過中括號中的是鍵名而不是下標號。如果鍵名是合法的標識符，那麼還可以通過“.鍵名”的方式來訪問。比如

PS F:\> $a = @{abc=1; "bcd"=2; 3="James Fancy"}
PS F:\> $a["abc"]
1
PS F:\> $a.bcd = "Hello"
PS F:\> "$($a['bcd']) $($a[3])" # $(...) 表示運算表達式
Hello James Fancy
PS F:\>

　　+和+=，可以聯接兩個數組併產生一些新的數組；它也可以將一個元素聯連到數組上。

PS F:\> @("hello") + "james", "fancy"
hello
james
fancy
PS F:\> $a = "hello", "james"
PS F:\> $a += "fancy"
PS F:\> $a
hello
james
fancy
PS F:\>

　　*和*=，將數組重複指定次數，並將所有這些元素作爲一個新的數組返回。

PS F:\> "james", "fancy" * 2
james
fancy
james
fancy
PS F:\> $a = @("j.fan")
PS F:\> $a *= 3
PS F:\> $a
j.fan
j.fan
j.fan
PS F:\>

　　-contains, -notcontains，用於判斷數組中是否有某個數據，支持i和c前綴用於字符串比較。

PS F:\> "abc", "bcd" -contains "BCD"
True
PS F:\> "abc", "bcd" -ccontains "BCD"
False
PS F:\>

6. 位運算符

　　Powershell有4個位運算符，-band（按位與）、-bor（按位或）、-bxor（按位異或）、-bnot（按位取反）。很不幸，沒有移位運算符。

PS F:\> (0x6b -band 0xf0).toString("X")
60
PS F:\> (0x6b -bor 0x0f).toString("X")
6F
PS F:\> (0x6b -bxor 0xff).toString("X")
94
PS F:\> (-bnot 0x6b).toString("X")
FFFFFF94
PS F:\>

7. 類型運算符

　　類型運算符一共就3個，兩個用於判斷類型：-is、-isnot；還有一個用於轉換類型：-as。

PS F:\> 1 -is [int]
True
PS F:\> 1 -isnot [int]
False
PS F:\> "0xff" -as [int]
255
PS F:\> [int] "0xff" # 強制類型，和上句同樣效果
255
PS F:\>

8. 重定向運算符

　　關於重定向，這是所有控制檯中的一個重要話題，還是找個時間專門來記錄下吧。這次，只把幾個關於重定向的運算符列出來。

　　>，將輸出發送到指定文件。

　　>>，將輸出追加到指定文件的內容。

　　2>，將錯誤發送到指定文件。

　　2>>，將錯誤追加到指定文件的內容。

　　2>&1，將錯誤發送到成功輸出流。

9. 其它運算符

　　&，調用運算符。如果後面接一個命令，那它和沒帶&符號，直接輸入命令沒啥區別。但是，如果有一個保存着命令名稱的變量，&就很有用了……還有一點需要注意的是，這個變量只能是命令本身，不能帶參數，不然會出錯的。

PS F:\> $cmd = "echo Hello James"
PS F:\> & $cmd # 哇哦，這個會出錯哦
無法將“echo Hello James”項識別爲 cmdlet、函數、腳本文件或可運行程序的名稱。請檢查名稱的拼寫，如果
包括路徑，請確保路徑正確，然後重試。
所在位置 行:1 字符: 2
+ & <<<< $cmd
+ CategoryInfo : ObjectNotFound: (echo Hello James:String) [], CommandNotFoundExcepti
on
+ FullyQualifiedErrorId : CommandNotFoundException

PS F:\> $cmd = "echo"
PS F:\> & $cmd Hello James # 這樣就對啦
Hello
James
PS F:\>

　　::（雙冒號），靜態成員運算符。這個其實以之前的示例中已經用過了，就是調用靜態成員的。比如之前用到的[string]::format，[math]::floor等。再比如

PS F:\> [system.text.encoding]::utf8.toString()
System.Text.UTF8Encoding
PS F:\> [guid]::newGuid()

Guid
----
76e2b9ed-71f7-4b91-89c6-1c329df82e96


PS F:\>

　　.（點號），訪問對象的成員的運算符。這個也用過很多次了,再舉個例子：

PS F:\> $r = new-object random
PS F:\> $r.next() # 獲取一個隨機整數
397489906
PS F:\> $r.getType().fullName
System.Random
PS F:\>

　　.（點號），還有一個作用，用於獲取來源——就是有點像C/C++中的#include。這個時候它的後面接一個腳本文件，比如

PS F:\> echo "`$a = `"Hello J.Fan`"" > hello.ps1
PS F:\> cat .\hello.ps1 # 顯示hello.ps1的內容
$a = "Hello J.Fan"
PS F:\> .\hello.ps1 # 不用.號調用腳本。注意：這裏的點號是代表當前目錄
PS F:\> $a
PS F:\> . .\hello.ps1 # 用.號引入腳本
PS F:\> $a
Hello J.Fan
PS F:\>

　　總算把運算符搞定了，真沒想到居然這麼多！