Arrays（数组）

本节介绍 PowerShell 中数组的创建、访问、遍历、增删改、筛选排序、管道交互、多维与交错数组，以及性能与实践建议。

1. 创建数组

• 逗号分隔字面量：

  $nums = 1,2,3,4
  $mix  = 1, 'a', (Get-Date)
  $empty = @()            # 空数组

• 强类型数组（约束元素类型）：

  $ints = [int[]](1,2,3)
  $bytes = [byte[]](0x01,0xFF)
  # 先创建空数组再转换类型：
  $ints = [int[]]@()

• 展开运算：

  $a = 1,2; $b = 3,4
  $c = $a + $b            # 结果是新数组 1,2,3,4（注意：数组不可变长，+ 会创建新数组）

2. 访问与切片

• 索引（支持负索引、范围）：

  $nums[0]      # 第一个
  $nums[-1]     # 最后一个
  $nums[1..3]   # 1 到 3 下标的子数组
  $nums[0,2,4]  # 选择多个离散下标
  $nums[($nums.Length-1)..0]  # 反向

3. 遍历（枚举）

foreach ($n in $nums) { $n * 2 }
$nums | ForEach-Object { $_ * 2 }

• 从 PowerShell 3+ 起，数组提供 .ForEach()/.Where() 扩展方法（便捷且高效）：

  $nums.Where({ $_ -gt 10 }, 'First', 3)  # 找到前 3 个 > 10 的元素
  $nums.ForEach({ $_ * 2 })               # 映射

4. 增删改（可变性与替代）

• 数组是“固定长度”的集合，使用 += 或 + 追加元素会创建新数组，频繁操作有性能开销：

  $nums += 5           # 新数组（原数组未就地扩容）
  $nums = $nums + 6

• 插入/删除常用“切片拼接”技巧：

  # 在索引 2 处插入 99
  $nums = $nums[0..1] + 99 + $nums[2..-1]
  # 删除索引 3 的元素
  $nums = $nums[0..2] + $nums[4..-1]

• 高性能追加：推荐使用泛型 List[T]，最后再 ToArray()

  $list = [System.Collections.Generic.List[int]]::new()
  $list.AddRange(1..10000)
  $list.Add(10001)
  $nums = $list.ToArray()

5. 筛选、排序、去重

$nums | Where-Object { $_ -gt 3 } | Sort-Object -Descending
$nums | Sort-Object | Get-Unique      # 注意：Get-Unique 需要“已排序”的输入
$nums -contains 3                      # 是否包含值 3（布尔）
5 -in $nums                            # 5 是否在数组中

6. 其他常用操作

$nums.Length
$nums.Count
($nums -join ',')              # 拼接为字符串
"1,2,3,4" -split ','           # 切分为数组
$a,$b,$c = 1,2,3               # 并行解包

7. 多维数组与交错数组

• 多维（矩阵）：

  $grid = New-Object 'object[,]' 2,3
  $grid[0,1] = 'X'
  $grid[1,2] = 'Y'

• 交错（数组的数组）：

  $jagged = @(@(1,2), @('a','b'))
  $jagged[0][1]   # 2

8. 管道与枚举行为

• 大多数命令会逐项处理数组元素：

  1,2,3 | ForEach-Object { $_ * 10 }

• 一元逗号防止被展开（将单个对象包成长度为 1 的数组）：

  ,(Get-Item .\file.txt) | Measure-Object

9. 实用示例

• 找出当前目录体积最大的前 5 个文件：

  Get-ChildItem -File | Sort-Object Length -Descending | Select-Object -First 5 Name, Length

• 将偶数与奇数分组（PowerShell 3+）：

  $nums = 1..20
  $even = $nums.Where({ $_ % 2 -eq 0 })
  $odd  = $nums.Where({ $_ % 2 -ne 0 })

10. 性能与建议

• 大量追加/插入请使用 List[T] 或队列/栈；最终再转回数组。
• 需要稳定排序时使用 Sort-Object（默认稳定）。
• 对象数组处理属性时，结合 Select-Object/Where-Object 效果最佳。