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@SilkyFowl(anago lu-)

C#の記事を参考にしてPowershellで何かしたいときに読むメモ（スターターキット）

Last updated at Posted at 2020-07-12

Powershellで.NETを扱う

C#の記事を参考にしてPowershellで.Netを扱いたい場合の覚え書きです。

環境

PS /workspaces> $PSVersionTable.PSVersion


Major  Minor  Patch  PreReleaseLabel BuildLabel
-----  -----  -----  --------------- ----------
7      0      2

実行エンジン… .NET Core 3.1.5
参考：v7.0.2 Release of Powershell

入門

その前に：インテリセンス（補完）機能

Powershellのコマンド名はとにかく長い。そして、.NETのクラスの名前空間なども長い。
ただし、インテリセンス（補完）機能は割と強力。

IntelliSense1_command.gif

名前空間が分からないクラスを探すときなども便利。

IntelliSense2_class.gif

もちろんコマンドレットでもインテリセンスを使える。

IntelliSense3_commandlet.gif

Windowsの場合はCtrl+Spacebarで最初から使用可能。
Linuxの場合はデフォルトでは設定されてないので$profile等に設定コマンドを記述して使えるようにする。

# 基本的にコマンドが割り当てられてないキーなら何処でも良い。
Set-PSReadLineKeyHandler -Chord Alt+q -Function MenuComplete

※この記事はPowershellの補完機能を前提にしています。

Get-Member

数値

PS /workspaces> 17 | gm # Get-Memberのエイリアス
実行結果
   TypeName: System.Int32

Name        MemberType Definition
----        ---------- ----------
CompareTo   Method     int CompareTo(System.Object value), int CompareTo(int value), int IComparable.CompareTo(System.Object obj), int IComparable[int].CompareTo(int other)
Equals      Method     bool Equals(System.Object obj), bool Equals(int obj), bool IEquatable[int].Equals(int other)
GetHashCode Method     int GetHashCode()
GetType     Method     type GetType()
GetTypeCode Method     System.TypeCode GetTypeCode(), System.TypeCode IConvertible.GetTypeCode()
ToBoolean   Method     bool IConvertible.ToBoolean(System.IFormatProvider provider)
ToByte      Method     byte IConvertible.ToByte(System.IFormatProvider provider)
ToChar      Method     char IConvertible.ToChar(System.IFormatProvider provider)
ToDateTime  Method     datetime IConvertible.ToDateTime(System.IFormatProvider provider)
ToDecimal   Method     decimal IConvertible.ToDecimal(System.IFormatProvider provider)
ToDouble    Method     double IConvertible.ToDouble(System.IFormatProvider provider)
ToInt16     Method     short IConvertible.ToInt16(System.IFormatProvider provider)
ToInt32     Method     int IConvertible.ToInt32(System.IFormatProvider provider)
ToInt64     Method     long IConvertible.ToInt64(System.IFormatProvider provider)
ToSByte     Method     sbyte IConvertible.ToSByte(System.IFormatProvider provider)
ToSingle    Method     float IConvertible.ToSingle(System.IFormatProvider provider)
ToString    Method     string ToString(), string ToString(string format), string ToString(System.IFormatProvider provider), string ToString(string format, System.IFormatProvider provider), stri…
ToType      Method     System.Object IConvertible.ToType(type conversionType, System.IFormatProvider provider)
ToUInt16    Method     ushort IConvertible.ToUInt16(System.IFormatProvider provider)
ToUInt32    Method     uint IConvertible.ToUInt32(System.IFormatProvider provider)
ToUInt64    Method     ulong IConvertible.ToUInt64(System.IFormatProvider provider)
TryFormat   Method     bool TryFormat(System.Span[char] destination, [ref] int charsWritten, System.ReadOnlySpan[char] format, System.IFormatProvider provider)

文字列

PS /workspaces> 'Foo' | gm
実行結果

   TypeName: System.Int32

Name        MemberType Definition
----        ---------- ----------
CompareTo   Method     int CompareTo(System.Object value), int CompareTo(int value), int IComparable.CompareTo(System.Object obj), int IComparable[int].CompareTo(int other)
Equals      Method     bool Equals(System.Object obj), bool Equals(int obj), bool IEquatable[int].Equals(int other)
GetHashCode Method     int GetHashCode()
GetType     Method     type GetType()
GetTypeCode Method     System.TypeCode GetTypeCode(), System.TypeCode IConvertible.GetTypeCode()
ToBoolean   Method     bool IConvertible.ToBoolean(System.IFormatProvider provider)
ToByte      Method     byte IConvertible.ToByte(System.IFormatProvider provider)
ToChar      Method     char IConvertible.ToChar(System.IFormatProvider provider)
ToDateTime  Method     datetime IConvertible.ToDateTime(System.IFormatProvider provider)
ToDecimal   Method     decimal IConvertible.ToDecimal(System.IFormatProvider provider)
ToDouble    Method     double IConvertible.ToDouble(System.IFormatProvider provider)
ToInt16     Method     short IConvertible.ToInt16(System.IFormatProvider provider)
ToInt32     Method     int IConvertible.ToInt32(System.IFormatProvider provider)
ToInt64     Method     long IConvertible.ToInt64(System.IFormatProvider provider)
ToSByte     Method     sbyte IConvertible.ToSByte(System.IFormatProvider provider)
ToSingle    Method     float IConvertible.ToSingle(System.IFormatProvider provider)
ToString    Method     string ToString(), string ToString(string format), string ToString(System.IFormatProvider provider), string ToString(string format, System.IFormatProvider provider), stri…
ToType      Method     System.Object IConvertible.ToType(type conversionType, System.IFormatProvider provider)
ToUInt16    Method     ushort IConvertible.ToUInt16(System.IFormatProvider provider)
ToUInt32    Method     uint IConvertible.ToUInt32(System.IFormatProvider provider)
ToUInt64    Method     ulong IConvertible.ToUInt64(System.IFormatProvider provider)
TryFormat   Method     bool TryFormat(System.Span[char] destination, [ref] int charsWritten, System.ReadOnlySpan[char] format, System.IFormatProvider provider)

メソッド実行

PS /workspaces> 'Foo'.ToUpper()

FOO

キャスト

幾つか方法がある。

PS /workspaces> 'Foo' -as [char[]]

F
o
o
PS /workspaces> [char[]]'Foo'

F
o
o

多段キャスト

この場合はas演算子を使った方がわかりやすい気がする。

PS /workspaces> [int[]][char[]]'Foo'

70
111
111
PS /workspaces> 'Foo' -as [char[]] -as [int[]]

70
111
111

組み合わせる

※Foreach()はコレクションで使用可能なPowershell固有の特殊メソッド。
他にはClear()やWhere()がある。
Powershell7では差が縮まったがForeach-Objectよりもパフォーマンスに優れる。

配列について知りたかったことのすべて
Methods of arrays

PS /workspaces> 'Foo' -as [char[]] -as [Byte[]] | ForEach-Object {$_ + 10 -as [char]} | Join-String

Pyy
PS /workspaces> ('Foo' -as [char[]] -as [Byte[]]).ForEach{$_ + 10 -as [char]} -join ''

Pyy

オブジェクトを生成する方法

Powershellでオブジェクトを扱う方法は幾つもある。
公式の解説はこちら。
About Object Creation

この記事で扱うのは以下の通り。

  1. 静的メソッドnew()でクラスのコンストラクタを実行する
  2. 連想配列からキャストする
  3. New-Objectを使う

この記事では詳しく扱わないがSystem.ActivatorのCreateInstance()を使う方法もある。

PS > $list=[System.Activator]::CreateInstance([System.Collections.Generic.List[int]])

PS > $list.Count

0

PS > $list.AddRange([int[]]@(1..10))

PS > $list[4..7]

5
6
7
8

PS > $list=[System.Activator]::CreateInstance([System.Collections.Generic.List[int]], [int[]]@(1..5))

PS > $list

1
2
3
4
5

静的メソッドnew()でコンストラクタを呼び出す

Powershell5以降、クラスのコンストラクタは静的メソッドnew()で呼び出せる。
C#のnewに相当する。コンストラクタ有無はGetConstructors().Countで確認可能。

PS > [string].GetConstructors().Count

9

PS > [string]::new


OverloadDefinitions
-------------------
string new(char[] value)
string new(char[] value, int startIndex, int length)
string new(System.Char*, System.Private.CoreLib, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e value)
string new(System.Char*, System.Private.CoreLib, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e value, int startIndex, int length)
string new(System.SByte*, System.Private.CoreLib, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e value)
string new(System.SByte*, System.Private.CoreLib, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e value, int startIndex, int length)
string new(System.SByte*, System.Private.CoreLib, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=7cec85d7bea7798e value, int startIndex, int length, System.Text.Encoding enc)
string new(char c, int count)
string new(System.ReadOnlySpan[char] value)

そのため、new()のPSMethodのNameプロパティは.NET IL (中間言語)のコンストラクタメソッドである.ctorとなっている。

PS > [string]::new | Get-Member



   TypeName: System.Management.Automation.PSMethod

Name                MemberType Definition
----                ---------- ----------
Copy                Method     System.Management.Automation.PSMemberInfo Copy()
Equals              Method     bool Equals(System.Object obj)
GetHashCode         Method     int GetHashCode()
GetType             Method     type GetType()
Invoke              Method     System.Object Invoke(Params System.Object[] arguments)
ToString            Method     string ToString()
IsInstance          Property   bool IsInstance {get;}
MemberType          Property   System.Management.Automation.PSMemberTypes MemberType {get;}
Name                Property   string Name {get;}
OverloadDefinitions Property   System.Collections.ObjectModel.Collection[string] OverloadDefinitions {get;}
TypeNameOfValue     Property   string TypeNameOfValue {get;}
Value               Property   System.Object Value {get;set;}

PS > [string]::new.name

.ctor

※通常、メソッド名とNameプロパティは一致している。

PS > [string]::Compare.name

Compare
PS > [string]::Concat.name

Concat

暗黙の型変換があるのでメソッドの引数はある程度柔軟に記述出来る。

明示的にキャストしなくても動作する
PS > 'Bar'.GetType()


IsPublic IsSerial Name                                     BaseType
-------- -------- ----                                     --------
True     True     String                                   System.Object

PS > [char[]]'Bar'

B
a
r
PS > [string]::new([char[]]'Bar')

Bar
PS > [string]::new('Bar')

Bar

連想配列からキャストする方法

引数なしコンストラクタがある場合、連想配列からインスタンスを生成出来る。
この方法を使うとそのクラスのプロパティを補完入力できる。

process.png

プロパティを複数設定する場合は改行するか;で区切る。
改行だけでも動作はするが、補完入力は;で区切る時のみ有効になる。

SharedScreenshot.png

New-Objectを使う方法

次のような場面で使用する。

  • Comobjectを扱う場合...面倒な部分をラップしてくれる。
  • 引数ありコンストラクタとプロパティの設定を同時に行う場合
# @を書き忘れるとエラーになる
PS ❯ $WshShell = New-Object -ComObject WScript.Shell -Property {CurrentDirectory="D:\"}

New-Object: Cannot bind parameter 'Property'. Cannot convert the "CurrentDirectory="D:\"" value of type "System.Management.Automation.ScriptBlock" to type "System.Collections.IDictionary".
⨯ PS ❯ $WshShell = New-Object -ComObject WScript.Shell -Property @{CurrentDirectory="D:\"}

PS ❯ $WshShell.CurrentDirectory

D:\

usingについて

公式ドキュメント：about_Using - PowerShell | Microsoft Docs

Powershellのusingは3つの使い方がある。

using namespace <.NET-namespace> # 指定したnamecpaceを省略出来るようになる
using module <module-name>       # Powershellモジュールで定義されたクラスを利用出来るようにする
using assembly <.NET-assembly-path> # 指定したアセンブリのクラスを継承したクラスを作成するために使う

using assemblyはclass構文で使われる。

Genericクラスの書き方


PS > using namespace System.Collections.Generic

PS > $list=[List[int]]::new()

PS > $list.add(12)

PS > $list

12

PS > $dic=[Dictionary[string,System.Diagnostics.Process]]::new()

PS > $dic.Count

0
PS > Get-Process | ForEach-Object {$dic.TryAdd($_.ProcessName,$_) > $null}

PS > $dic.Count

140

（7月13日(月)修正）Genericメソッドで型引数を指定する方法

Powershellは構文として型引数を設定したGenericメソッドの実行をサポートしていないのでMethodInfo.MakeGenericMethod(Type[])を利用する。

参考
MethodInfo.MakeGenericMethod(Type[]) メソッド (System.Reflection) | Microsoft Docs
vors/GenericMethods.ps1

PS > $OfTypeInt=[System.Linq.Enumerable].GetMethods().where{$_.IsGenericMethod -and $_.name -eq 'Oftype'}.MakeGenericMethod([int])

PS > $OfTypeInt.Invoke($null,(,@(1,2,'a')))

1
2
PS > $OfTypeInt.Invoke($null,@(1,2,'a'))

MethodInvocationException: Exception calling "Invoke" with "2" argument(s): "Parameter count mismatch."

ただし、厳密に型を合わせることにより、型引数の設定は省略が出来る。

Powershellではサポートしていないので ...

ぢつは、厳密に型を合わせれば、呼べなくもない

`Powershell
using namespace System.Linq

$a0 = 1..5
$fn = { param($x) $x * 10 }

[Enumerable]::Select($a0, $fn -as [Func[object, object]])
`

@ktz_aliasさんのコメントより(一部抜粋)

公式ドキュメントの関連箇所(推定)

型引数は省略することもできます。コンパイラが推定します。 次は、前の呼び出しと同じように Swap を呼び出します。
ジェネリック メソッド - C# プログラミング ガイド | Microsoft Docs

実践～MSDNの記事を利用する～

お題はFormの記事のサンプルコード
Form クラス (System.Windows.Forms) | Microsoft Docs

その1：そのままPowershellに置き換える

new()とusing namespaceでほぼ公式通りに記述することが可能。

using namespace System.Drawing
using namespace System.Windows.Forms

Add-Type -AssemblyName System.Windows.Forms

# コンストラクタ
# Form作成
$form1 = [Form]::new()

# ボタン作成
$button1 = [Button]::new()
$button2 = [Button]::new()

# ボタンの設定
# サンプルコードとの違い…DialogResultは明示的に設定
$button1.Text = "OK"
$button1.DialogResult=[DialogResult]::OK
$button1.Location = [Point]::new(10, 10)

$button2.Text = "Cancel"
$button2.DialogResult=[DialogResult]::Cancel
$button2.Location = [Point]::new(
    $button1.Left,
    $button1.Height + $button1.Top + 10
    )

# Formの設定
$form1.Text="My Dialog Box"
$form1.HelpButton =$true
$form1.FormBorderStyle=[FormBorderStyle]::FixedDialog
$form1.MaximizeBox=$false
$form1.MinimizeBox=$false

# 生成したボタンを設定
$form1.AcceptButton=$button1
$form1.CancelButton=$button2

# 表示位置
$form1.StartPosition=[FormStartPosition]::CenterScreen

# 合体
$form1.Controls.Add($button1)
$form1.Controls.Add($button2)

# 表示
$form1.ShowDialog()

その2：Powershellで書きやすいように書く

連想配列を使ったオブジェクト生成を利用するとプロパティ設定をまとめやすい。
AddRange()が使える場合は書き換えを検討する。

using namespace System.Drawing
using namespace System.Windows.Forms

Add-Type -AssemblyName System.Windows.Forms

$button1=[Button]@{
    Text="OK";
    DialogResult=[DialogResult]::OK;
    Location=[Point]::new(10,20);
}

$button2=[Button]@{
    Text="Cancel";
    DialogResult=[DialogResult]::Cancel;
    Location=[Point]@{
        X=$button1.Left;
        Y=$button1.Height + $button1.Top + 10;
    };
}

$form1=[Form]@{
    Text="My Dialog Box";
    HelpButton=$true;
    FormBorderStyle=[FormBorderStyle]::FixedDialog;
    MaximizeBox=$false;
    MinimizeBox=$false;
    StartPosition=[FormStartPosition]::CenterScreen;

    AcceptButton=$button1;
    CancelButton=$button2;
}

$form1.Controls.AddRange(@($button1,$button2))

$form1.ShowDialog()

インテリセンスが効かなくなるが;が無くても動作する。

using namespace System.Drawing
using namespace System.Windows.Forms

Add-Type -AssemblyName System.Windows.Forms


$button1=[Button]@{
    Text="OK"
    DialogResult=[DialogResult]::OK
    Location=[Point]::new(10,20)
}

$button2=[Button]@{
    Text="Cancel"
    DialogResult=[DialogResult]::Cancel
    Location=[Point]@{
        X=$button1.Left
        Y=$button1.Height + $button1.Top + 10
    }
}

$form1=[Form]@{
    Text="My Dialog Box"
    HelpButton=$true
    FormBorderStyle=[FormBorderStyle]::FixedDialog
    MaximizeBox=$false
    MinimizeBox=$false
    StartPosition=[FormStartPosition]::CenterScreen

    AcceptButton=$button1
    CancelButton=$button2
}
$form1.Controls.AddRange(@($button1,$button2))

$form1.ShowDialog()

semicolon.png
nosemicolon.png

Powershellだと難しいこと

次のような場合は再現は難しくなったり面倒になったりする。
IL、リフレクションを使えば大体のことは出来るが手間がかかる。

  • ラムダ式…Powershellにはラムダ式はないため。なお、Linqは静的メソッドで利用可能。
  • 自動生成コードが仕事をしている場合。WPFなどが該当。裏で自動生成されている箇所も手動で処理する必要がある。そういう部分をラップするのもPowershellモジュールの役目。

参考

High Performance PowerShell with LINQ
PowershellでLinqするためのレシピ。個人的にSum()をよく使う。(Measure-Objectよりも簡潔に書けるから)

終わりに

  • Powershellの生命線は補完機能だと思っている。
  • 機会があったらRegister-ArgumentCompleterについて掘り下げてみたい。

公式ドキュメント:Register-ArgumentCompleter (Microsoft.PowerShell.Core) - PowerShell | Microsoft Docs

次回があったら書きたいこと

イベント、BackgroundJobといった非同期の処理。
鍵を握るのは[scriptblock]と型変換。

※他の有力候補

  • VScodeでPowershellの開発コンテナを立ち上げる
  • VScodeでPowershellのハイブリッドモジュールを作成する
  • PowershellとWPFとXAML、あとバインド
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