Базовые сведения о массивах и хеш-таблицах в Powershell

Как известно, Powershell является объектно-ориентированным скриптовым языком. Почти всё, с чем мы имеем дело в Powershell, является объектом. Именно поэтому важно знать и понимать, как работать с объектами в Powershell, какие они бывают и чем они отличаются.

Иногда нам может потребоваться создать собственные объекты. И для большей эффективности мы должны выбрать тот тип объекта, который подходит под наши конкретные задачи и умело с ним обращаться.

В этой статье я хочу упорядочить собственные знания, которые сам получил только недавно. Она не претендует на полноту. Полное знакомство с темой – это материал на целую книгу. Особенно учитывая то, что в Powershell 5.0 появились классы (classes).

Я предполагаю, что вы знакомы с основами объектно-ориентированного программирования. А если знаете, что такое «переменная» (variable), «объект» (object), «поле» (field), «свойство» (property), «метод» (method) и что такое наследование и экземпляр объекта, то Вы возможно сами прекрасно знаете всё, о чем тут написано. Поэтому буду рад обратной связи и любым дополнениям.

Массивы и хеш-таблицы являются базовыми структурами данных, которые Вам нужно понять, для эффективной работы с Powershell.

Массивы (Arrays)

Раньше я повсеместно использовал массивы. Это было моим излюбленным средством. Пока не узнал о хеш-таблицах. О них речь пойдёт ниже. Пустой массив объявляется следующим образом: $info = @()

Ниже приведён простейший пример создания массива.

$info = "Mikhail Danshin", "Ivan Ivanov", "Sergey Petrov"

Давайте немного исследуем, что за объект мы получили. Если ввести $info | Get-Member, то мы увидим, что мы имеем дело с типом System.String.

Если воспользоваться методом GetType(), то можно увидеть, что объект $info унаследован от базового типа System.Array.

Таким образом мы видим, что мы имеем дело с массивом элементов типа String, помещённых в объект типа Array.

Для доступа к элементам массива мы можем использовать индекс элемента.

$info[0], $info[1], $info[2] или вывести всё содержимое массива - $info.

Если нам нужно перебрать все элементы массива, то можем воспользоваться, например, циклом foreach.

foreach ($item in $info) { write-host "The user name is " $item }

Но иногда нам нужны более сложные объекты. Содержащие несколько полей. Например, FirstName, LastName и UserName. Мы могли бы создать многомерный массив. Например, нам нужно получить матрицу 3x3 поля.

$a = @((0..2),(0..2),(0..2))

Заполнить элементы массива мы могли бы следующим образом.

Чтобы получить таблицу, как показано на рисунке делаем следующее:

$a[0][0] = "Mikhail"
$a[0][1] = "Danshin"
$a[0][2] = "mdanshin"

$a[1][0] = "Ivan"
$a[1][1] = "Ivanov"
$a[1][2] = "iivanov"

$a[2][0] = "Sergey"
$a[2][1] = "Petrov"
$a[2][2] = "spetrov"

На первый взгляд может показаться, что работать с большими массивами очень неудобно. Но у них есть одно очень существенное преимущество. Массивы экономичные, в плане расходования памяти и работают быстрее других объектов.

Хеш-таблицы (hashtables)

Если мы хотим более удобное средство для работы с нашими данными, то можем воспользоваться хеш-таблицами.

Вот какое определение даёт официальная документация.

Хеш-таблица, также известная как словарь или ассоциативный массив, представляет собой компактную структуру данных, в которой хранится одна или несколько пар ключ/значение.

Простое объявление хеш-таблицы выглядит следующим образом: $hash = @{}

Обратите внимание. При объявлении массива мы использовали круглые скобки @(). При объявлении хеш-таблицы используются фигурные скобки @{}.

Вот пример простой таблицы.

$variable = @{ <ключ> = <значение>; [<ключ> = <значение> ] ...}

$user = @{ FirstName = “Mikhail”; LastName = "Danshin"; UserName = "mdanshin"}

Вы можете вывести на экран всё содержимое таблицы или обратиться к отдельным её элементам используя ключ. Например $user.FirstName

Следующий пример демонстрирует создание более сложного объекта, как в случае с многомерным массивом.

$users = @{
    user1 = @{
        FirstName = “Mikhail”;
        LastName = "Danshin";
        UserName = "mdanshin"
    }

    user2 = @{
        FirstName = “Ivan”;
        LastName = "Ivanov";
        UserName = "iivanov"
    }

    user3 = @{
        FirstName = “Sergey”;
        LastName = "Petrov";
        UserName = "spetrov"
    }
}

В данном случае мы так же можем обратиться ко всем элементам массива, вызывая их значения через ключ. На скриншоте показан пример, как это сделать.

Если вызвать метод GetType(), то мы увидим, с каким объектом мы имеем дело и от какого объекта он унаследован.

Отличия массивов от хеш-таблиц

Основное отличие между ними заключается в способах создания обработки и доступа к данным этих объектов. Подведём небольшой итог.

Инициализация

$array="Mikhail Danshin", "Ivan Ivanov", "Sergey Petrov"

$hash = @{ FirstName = “Mikhail”; LastName = "Danshin"; UserName = "mdanshin"}

Доступ к элементам

$array[0]

$hash.FirstName

Перебор элементов (looping)

foreach ($item in $array) {$item}

foreach($key in $hash.keys)
{
    $key # Вывести каждый ключ

    # Вывести значение каждого ключа
    $hash.$key
    #или
    $hash[$key]
}

Инициализация пустого объекта

$array=@()

$hash=@{}

Добавление элемента в объект

$array += 1
$array += 2
$array += 3

$hash.Add('FirstName', 'Mikhail')
$hash.Add('LastName', 'Danshin')
$hash.Add('UserName', 'mdanshin')

Удаление элемента из объекта

Формально, удалить элемент из массива нельзя, т.к. массив имеет фиксированный размер. Вызовите метод IsFixedSize и вы увидите, что он выведет значение true, в случае с $array и false в случае с $hash.

Но можно создать новый массив, с тем же именем, в который вы включите только те элементы, которые нужно оставить.

$array = @($array[0], $array[2])

В свою очередь объект типа hashtable имеет метод Remove()

$hash.Remove('UserName')

Инициализация многомерного массива

$array = @(1, 2, 3), @(4, 5, 6), @(7, 8, 9)

$array[0]    # 1
$array[0][0]  # 1
$array[2][2]  # 9

Что ещё

Дополнения к вышеописанным объектам существуют ещё объекты ArrayList, OrderedDictionary, PSObject, которые могут быть полезны вам для хранения и обработки значений. Возможно в дальнейшем я опишу их в отдельной статье. И расскажу про отличия от массивов и хеш-таблиц. Но пока я этого не сделал, то настоятельно рекомендую Вам самостоятельно поискать в Интернет информацию о PSObject. Это мощное средство, которое в чём-то похоже на Hashtable, при этом обладает большей производительностью.