PowerShell 入门教程

PowerShell 是什么，用来做什么

PowerShell 是微软推出的基于 .NET 的跨平台 Shell 和脚本语言。传统 Shell 在命令之间传递纯文本，而 PowerShell 传递带有属性和方法的 .NET 对象，所以无需解析文本就能过滤和排序数据。

系统管理员和 DevOps 工程师用 PowerShell 自动化 Windows 管理、管理 Active Directory、Microsoft 365 和 Azure，以及编写构建和部署脚本。它有两个版本：Windows 内置的 Windows PowerShell 5.1，以及开源并可运行在 Windows、Linux 和 macOS 上的 PowerShell 7 及更高版本（命令名为 pwsh）。本教程以 PowerShell 7 为准。

安装 PowerShell 并运行 Hello, world

在 Windows 上，用 winget install --id Microsoft.PowerShell --source winget 安装 PowerShell 7；在 macOS 和 Linux 上，使用 Homebrew 或微软安装指南中介绍的包管理器。脚本是扩展名为 .ps1 的文本文件。

# hello.ps1
Write-Output "Hello, world!"

pwsh ./hello.ps1
# Hello, world!

在 Windows 上，执行策略可能会阻止脚本运行。Set-ExecutionPolicy -Scope CurrentUser RemoteSigned 允许运行你自己的本地脚本，同时仍要求下载的脚本必须签名。推荐使用安装了 PowerShell 扩展的 Visual Studio Code 作为编辑器。

Cmdlet 与管道

命令称为 cmdlet，遵循「动词-名词」的命名模式，如 Get-Process、Set-Location 或 New-Item。有三个 cmdlet 能帮你探索其他一切：Get-Command、Get-Help 和 Get-Member。

Get-Command -Noun Process          # list commands that work with processes
Get-Help Get-ChildItem -Examples   # show usage examples

# five processes using the most memory
Get-Process |
    Sort-Object -Property WorkingSet64 -Descending |
    Select-Object -First 5 -Property Name, Id, WorkingSet64

# files larger than 1 MB in the current folder
Get-ChildItem -File | Where-Object { $_.Length -gt 1MB } |
    ForEach-Object { "{0}  {1:N0} KB" -f $_.Name, ($_.Length / 1KB) }

Get-Date | Get-Member -MemberType Property   # inspect an object

在脚本块内，$_（或 $PSItem）是管道中的当前对象。由于对象保留了类型，Sort-Object 无需额外处理就能按数值排序数字、按时间顺序排序日期。

变量与类型

变量以 $ 开头。它们可以保存任何 .NET 对象，你也可以用方括号添加类型约束。双引号字符串会展开变量和 $( ) 表达式；单引号字符串则是字面文本。

$name = "Ada"
[int]$count = 3
$price = 19.99                      # System.Double
$isAdmin = $false
$today = Get-Date

"Hello, $name"                      # Hello, Ada
"Next: $($count + 1)"               # Next: 4
'No $expansion here'                # No $expansion here
$price.GetType().Name               # Double
$today.ToString("yyyy-MM-dd")       # for example 2026-10-31
[int]"42" + 1                       # 43 (explicit conversion)

运算符与流程控制

比较运算符是单词而不是符号：-eq、-ne、-gt、-lt、-ge、-le、-like（通配符）、-match（正则表达式）和 -contains。字符串比较默认不区分大小写，除非使用 -ceq 这类以 c 开头的版本。

$temp = 22
if ($temp -gt 30) {
    "hot"
} elseif ($temp -ge 15) {
    "mild"                           # mild
} else {
    "cold"
}

switch ("report.csv") {
    { $_ -like "*.csv" } { "CSV file" }    # CSV file
    { $_ -like "*.txt" } { "text file" }
    default { "other" }
}

foreach ($n in 1..3) { "n = $n" }          # n = 1, n = 2, n = 3
for ($i = 0; $i -lt 2; $i++) { "i = $i" }  # i = 0, i = 1
$k = 3
while ($k -gt 0) { $k-- }
"Hello" -eq "hello"                        # True

函数与参数

函数使用 param() 块声明带类型的具名参数。加上 [CmdletBinding()] 后，函数会获得与内置 cmdlet 相同的通用参数，如 -Verbose。任何未被捕获的输出都会成为函数的返回值。

function Get-Greeting {
    [CmdletBinding()]
    param(
        [Parameter(Mandatory)]
        [string]$Name,
        [string]$Greeting = "Hello"
    )
    Write-Verbose "Building greeting for $Name"
    "$Greeting, $Name!"
}

Get-Greeting -Name "Ann"                  # Hello, Ann!
Get-Greeting -Name "Bo" -Greeting "Hi"    # Hi, Bo!
Get-Greeting "Cy" -Verbose                # also prints the verbose message

像调用 cmdlet 一样调用函数，参数之间用空格分隔：Get-Greeting -Name Ann。写成 Get-Greeting("Ann", "Hi") 会传入单个数组参数，这常让从其他语言转来的人感到意外。

数组、哈希表与自定义对象

数组用 @( ) 或逗号分隔的列表创建。哈希表写作 @{ }，存储键值对。[pscustomobject] 可把哈希表转换为对象，与 Sort-Object、Format-Table 和 Export-Csv 配合良好。

$langs = @("PowerShell", "Python")
$langs += "Go"                       # creates a new, longer array
$langs.Count                         # 3
$langs[0]                            # PowerShell
$langs -contains "Go"                # True

$ports = @{ http = 80; https = 443 }
$ports["ssh"] = 22
$ports.https                         # 443
$ports.Keys.Count                    # 3

$user = [pscustomobject]@{ Name = "Ann"; Age = 31 }
$user.Name                           # Ann
$people = @(
    [pscustomobject]@{ Name = "Bo"; Age = 25 }
    $user
)
$people | Sort-Object Age | Format-Table

用 += 向数组追加元素，每次都会复制整个数组。对于大循环，请直接收集循环输出（$result = foreach (...) { ... }），或使用 [System.Collections.Generic.List[object]]。

错误处理

PowerShell 有会中止执行的终止错误，以及只打印消息并继续执行的非终止错误。try/catch/finally 只能捕获终止错误，所以想捕获某个 cmdlet 的失败时，要给它加上 -ErrorAction Stop。

try {
    $content = Get-Content -Path "missing.txt" -ErrorAction Stop
}
catch [System.Management.Automation.ItemNotFoundException] {
    Write-Warning "File not found: $($_.Exception.Message)"
}
catch {
    Write-Error "Unexpected error: $_"
}
finally {
    "cleanup done"
}

$ErrorActionPreference = "Stop"   # make all errors terminating in this script
throw "Something went wrong"      # raise your own terminating error

在 catch 内，$_ 是错误记录。在脚本顶部设置 $ErrorActionPreference = "Stop" 是实现快速失败的常用做法。

一个完整的小脚本：磁盘占用报告

这个脚本列出某个文件夹下最大的文件，按扩展名分组，并导出 CSV 报告。它综合运用了参数、管道、计算属性和错误处理。

# report.ps1
param(
    [string]$Path = ".",
    [int]$Top = 5
)
$ErrorActionPreference = "Stop"

$files = Get-ChildItem -Path $Path -File -Recurse

"Largest $Top files:"
$files | Sort-Object Length -Descending | Select-Object -First $Top |
    Format-Table Name, @{ Name = "SizeKB"; Expression = { [math]::Round($_.Length / 1KB, 1) } }

$byExt = $files | Group-Object Extension | ForEach-Object {
    [pscustomobject]@{
        Extension = if ($_.Name) { $_.Name } else { "(none)" }
        Files     = $_.Count
        TotalMB   = [math]::Round(($_.Group | Measure-Object Length -Sum).Sum / 1MB, 2)
    }
} | Sort-Object TotalMB -Descending

$byExt | Format-Table
$byExt | Export-Csv -Path "usage.csv" -NoTypeInformation
"Report saved to usage.csv"

pwsh ./report.ps1 -Path ~/Documents -Top 3

接下来学什么

• Microsoft Learn 上的 PowerShell 101 和 PowerShell 文档。
• 在 Shell 中使用 Get-Help about_*，例如 Get-Help about_Operators；请先运行 Update-Help。
• PowerShell Gallery，官方模块仓库，配合 Install-Module 使用。
• PSScriptAnalyzer：一款按推荐实践检查脚本的 lint 工具。