数组

9.1 简介

PowerShell 支持一维或多维数组，每个维度具有零个或多个元素。在维度内，元素从零开始按升序整数顺序编号。任何单个元素都可以通过数组下标运算符 [] 访问（第 7.1.4 节）。数组中的维数称为其秩。

元素可以包含任何类型的值，包括数组类型。具有一个或多个值为任意数组类型的元素的数组称为交错数组。 多维数组具有多个维度，在这种情况下，一个维度的每一行中的元素数量是相同的。锯齿状数组的元素可以包含多维数组，反之亦然。

多维数组按行优先顺序存储。数组中元素的数量称为该数组的长度，它在创建数组时是固定的。因此，可以使用表达式 访问长度为 N 的一维数组 A 中的元素（即下标） A[0]，A[1]，...，A[N-1]。二维数组 B 中的元素具有 M 行，每行具有 N 列，可以使用表达式 进行访问B[0,0]、B[0,1]、...、B[0,N-1]、B[1,0]、B[1,1]、...、B[1,N -1]，...，B[M-1,0]，B[M-1,1]，...，B[M-1，N-1]。对于具有三个或更多维度的数组，依此类推。

默认情况下，数组是多态的；即，它的元素不需要全部具有相同的类型。例如，

$items = 10,"blue",12.54e3,16.30D # 1-D array of length 4
$items[1] = -2.345
$items[2] = "green"

$a = New-Object 'object[,]' 2,2 # 2-D array of length 4
$a[0,0] = 10
$a[0,1] = $false
$a[1,0] = "red"
$a[1,1] = $null

一维数组的类型为 type[]，二维数组的类型为 type[,]，3 维数组的类型为 type[, ,] 等，其中 type 是无约束类型数组的对象，或受约束数组的受约束类型（第 9.4 节）。

所有数组类型均派生自 Array 类型（第 4.3.2 节）。

9.2 数组创建

数组是通过数组创建表达式创建的，该表达式具有以下形式：一元逗号运算符 (第 7.2.1 节)、数组表达式 (第 7.1.7 节)、二元逗号运算符（第 7.3 节）、范围运算符（第 7.4 节）或 New-Object cmdlet。

以下是数组创建和使用的一些示例：

$values = 10, 20, 30
for ($i = 0; $i -lt $values.Length; ++$i) {
    "`$values[$i] = $($values[$i])"
}

$x = , 10                         # x refers to an array of length 1
$x = @(10)                        # x refers to an array of length 1
$x = @()                          # x refers to an array of length 0

$a = New-Object 'object[,]' 2, 2  # create a 2x2 array of anything
$a[0, 0] = 10                     # set to an int value
$a[0, 1] = $false                 # set to a boolean value
$a[1, 0] = "red"                  # set to a string value
$a[1, 1] = 10.50D                 # set to a decimal value
foreach ($e in $a) {              # enumerate over the whole array
    $e
}

以下内容写入管道：

$values[0] = 10
$values[1] = 20
$values[2] = 30

10
False
red
10.50

任何未显式初始化的元素的默认初始值都是该元素类型的默认值（即 $false、零或 $null）。

9.3 数组串联

任意类型和长度的数组可以通过 + 和 += 运算符连接，这两个运算符都会创建一个新的无约束一维数组。现有数组不变。有关更多信息，请参阅第 7.7.3 节；有关添加到受约束类型数组的讨论，请参阅第 9.4 节。

9.4 约束元素类型

可以通过在数组创建表达式前添加数组类型转换来创建一维数组，使其受到类型约束。例如，

$a = [int[]](1,2,3,4)   # constrained to int
$a[1] = "abc"           # implementation-defined behavior
$a += 1.23              # new array is unconstrained

创建多维数组的语法需要指定类型，并且该类型将成为该数组的约束类型。然而，通过指定类型object[]，实际上没有任何限制，因为任何类型的值都可以分配给该类型数组的元素。

连接两个数组（第 7.7.3 节）始终会产生一个不受约束的新数组，即使两个数组都受相同类型的约束也是如此。例如，

$a = [int[]](1,2,3)    # constrained to int
$b = [int[]](10,20)    # constrained to int
$c = $a + $b           # constraint not preserved
$c = [int[]]($a + $b)  # result explicitly constrained to int

9.5 数组作为引用类型

由于数组类型是引用类型，因此可以使指定数组的变量来引用任何等级、长度和元素类型的任何数组。例如，

$a = 10,20                     # $a refers to an array of length 2
$a = 10,20,30                  # $a refers to a different array, of length 3
$a = "red",10.6                # $a refers to a different array, of length 2
$a = New-Object 'int[,]' 2,3   # $a refers to an array of rank 2

数组的赋值涉及到浅拷贝；也就是说，分配给的变量引用同一个数组，不复制该数组。例如，

$a = 10,20,30
">$a<"
$b = $a         # make $b refer to the same array as $a
">$b<"

$a[0] = 6       # change value of [0] via $a
">$a<"
">$b<"          # change is reflected in $b

$b += 40        # make $b refer to a new array
$a[0] = 8       # change value of [0] via $a
">$a<"
">$b<"          # change is not reflected in $b

以下内容写入管道：

>10 20 30<
>10 20 30<
>6 20 30<
>6 20 30<
>8 20 30<
>6 20 30 40<

9.6 数组作为数组元素

数组的任何元素本身都可以是数组。例如，

$colors = "red", "blue", "green"
$list = $colors, (,7), (1.2, "yes") # parens in (,7) are redundant; they
                                    # are intended to aid readability
"`$list refers to an array of length $($list.Length)"
">$($list[1][0])<"
">$($list[2][1])<"

以下内容写入管道：

$list refers to an array of length 3
>7<
>yes<

$list[1] 指的是一个包含 1 个元素的数组，即整数 7，可通过 $list[1][0] 访问，如图所示。将此与以下略有不同的情况进行比较：

$list = $colors, 7, (1.2, "yes") # 7 has no prefix comma
">$($list[1])<"

这里，$list[1] 指的是一个标量，即整数 7，可通过 $list[1] 访问。

考虑下面的例子，

$x = [string[]]("red","green")
$y = 12.5, $true, "blue"
$a = New-Object 'object[,]' 2,2
$a[0,0] = $x               # element is an array of 2 strings
$a[0,1] = 20               # element is an int
$a[1,0] = $y               # element is an array of 3 objects
$a[1,1] = [int[]](92,93)   # element is an array of 2 ints

9.7 负下标

这将在第 7.1.4.1 节中讨论。

9.8 边界检查

这将在第 7.1.4.1 节中讨论。

9.9 数组切片

数组切片是一个不受约束的一维数组，其元素是集合中零个或多个元素的副本。数组切片是通过下标运算符 [] 创建的（第 7.1.4.5 节）。

9.10 复制数组

可以使用[Array]::Copy 方法将一组连续的元素从一个数组复制到另一个数组。例如，

$a = [int[]](10,20,30)
$b = [int[]](0,1,2,3,4,5)
[Array]::Copy($a, $b, 2)        # $a[0]->$b[0],
$a[1]->$b[1]
[Array]::Copy($a, 1, $b, 3, 2)  # $a[1]->$b[3],
$a[2]->$b[4]

9.11 枚举数组

虽然可以通过下标运算符循环访问数组的每个元素，但我们可以使用 foreach 语句枚举该数组的元素。对于多维数组，元素按行优先顺序处理。例如，

$a = 10, 53, 16, -43
foreach ($elem in $a) {
    # do something with element via $elem
}

foreach ($elem in -5..5) {
    # do something with element via $elem
}

$a = New-Object 'int[,]' 3, 2
foreach ($elem in $a) {
    # do something with element via $elem
}

9.12 多维数组展平

多维数组上的某些操作（例如复制（第 7.6.3 节）和串联（第 7.7.3 节））要求该数组展平；即转换为无约束类型的一维数组。生成的数组按行优先顺序呈现所有元素。

考虑以下示例：

$a = "red",$true
$b = (New-Object 'int[,]' 2,2)
$b[0,0] = 10
$b[0,1] = 20
$b[1,0] = 30
$b[1,1] = 40
$c = $a + $b

$c 指定的数组包含元素“red”、$true、10、20、30 和 40。