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Windows PowerShell 基础教程：从零开始

引言：告别重复，拥抱自动化

在日常使用或管理 Windows 系统时，你是否常常感到有些操作繁琐、重复？比如批量重命名文件、查找特定类型的日志、检查系统状态、安装软件等。如果你一直在手动点击鼠标完成这些任务，那么是时候了解一个强大的工具了：Windows PowerShell。

对于许多初学者来说，命令行界面（CLI）可能看起来令人望而生畏，一堆字符闪烁在黑底白字（或蓝底白字）的窗口中。但请相信，掌握 PowerShell 就像学会一门新的语言，它能让你与 Windows 系统进行更高效、更直接的对话，极大地提升你的工作效率，尤其是在系统管理、自动化任务、数据处理等方面。

本教程将带你从零开始认识和使用 PowerShell，从最基本的概念到常用的命令，再到简单的数据处理和脚本编写，让你逐步掌握这个强大的工具。

第一章：初识 PowerShell

1.1 什么是 PowerShell？

简单来说，PowerShell 是一个由微软开发的任务自动化和配置管理框架，它包含了一个命令行 Shell 和一种脚本语言。与传统的命令提示符（Command Prompt, CMD）不同，PowerShell 基于 .NET Framework 构建，其核心优势在于它处理的不是简单的文本流，而是结构化的对象。

1.2 PowerShell 与 CMD 的区别

这是初学者最常问的问题。虽然两者都可以执行命令，但底层机制和能力有着本质区别：

• 处理单元不同：
  • CMD： 主要处理文本。一个命令的输出是文本，下一个命令如果想利用上一个命令的结果，需要通过解析文本来实现，这通常比较复杂且容易出错。
  • PowerShell： 主要处理对象。一个命令的输出是具有属性（Properties）和方法（Methods）的结构化对象。你可以轻松地访问、过滤、排序和操作这些对象的属性，而无需进行复杂的文本解析。
• 命令体系不同：
  • CMD： 基于传统的 DOS 命令，命令数量有限，功能相对基础。
  • PowerShell： 基于 Cmdlet（命令小程序）。Cmdlet 遵循“动词-名词”的命名规范（如 Get-Process），更具可读性和一致性。PowerShell 拥有大量的内置 Cmdlet，还可以通过模块无限扩展，涵盖系统管理的方方面面。
• 脚本能力：
  • CMD： 批处理脚本（.bat 或 .cmd）功能相对较弱，语法古老。
  • PowerShell： 拥有功能丰富的脚本语言，支持变量、数据类型、条件判断、循环、函数等高级编程特性，可以编写复杂的自动化脚本。
• 可发现性与帮助系统：
  • CMD： 帮助信息通常很简单。
  • PowerShell： 拥有强大的内置帮助系统（Get-Help），可以详细查询 Cmdlet 的用法、参数和示例，极大地降低了学习难度。

总而言之，PowerShell 是 CMD 的强大升级，它更现代、更强大、更灵活，是 Windows 系统管理和自动化的未来。

1.3 为什么要学习 PowerShell？

• 提高效率： 自动化重复性任务，批量处理文件、用户、计算机设置等。
• 系统管理： 轻松管理本地和远程 Windows 服务器和客户端。
• 故障排除： 快速获取系统信息、诊断问题。
• 软件部署与配置： 编写脚本自动化软件安装和系统配置。
• 跨平台（PowerShell Core）： PowerShell 不再仅限于 Windows，PowerShell Core (PowerShell 6 及更高版本) 已支持 Linux 和 macOS。
• 职业发展： 在 IT 系统管理、自动化运维等领域，PowerShell 是必备技能。

第二章：启动 PowerShell

启动 PowerShell 有多种方法，选择你最习惯的一种：

1. 通过搜索栏： 点击任务栏搜索图标或按 Win + S，输入 “PowerShell”，然后点击 “Windows PowerShell”。
2. 通过运行窗口： 按 Win + R 打开运行窗口，输入 powershell，按回车。
3. 通过文件资源管理器： 在文件资源管理器中，在地址栏输入 powershell 并按回车，会在当前文件夹路径下打开 PowerShell。或者，在文件资源管理器中，按住 Shift 键，右键点击文件夹空白处，选择 “在此处打开 PowerShell 窗口” (较新版本可能显示 “在此处打开终端”，然后默认打开 PowerShell)。
4. 以管理员身份运行： 对于需要执行系统级任务的操作，通常需要以管理员身份运行 PowerShell。在搜索结果中找到 “Windows PowerShell”，右键点击，选择 “以管理员身份运行”。你会看到窗口标题栏包含 “管理员” 字样。

启动后，你会看到一个命令行窗口，其中包含一个提示符（Prompt），通常是当前路径加上 > 符号，例如：

PS C:\Users\YourUserName>

PS 表示你当前正在使用 PowerShell。

第三章：PowerShell 的核心概念

掌握 PowerShell，必须理解以下几个核心概念：

3.1 Cmdlet (命令小程序)

Cmdlet 是 PowerShell 中最基本的命令单元。它们的命名非常规范和一致，通常遵循“动词-名词”的格式，中间用连字符 - 连接。

• 动词 (Verb)： 表示要执行的操作，如 Get (获取)、Set (设置)、New (新建)、Remove (移除)、Start (启动)、Stop (停止) 等。这些动词是标准化的，你可以通过 Get-Verb Cmdlet 查看所有标准动词。
• 名词 (Noun)： 表示操作的对象，如 Process (进程)、Service (服务)、File (文件)、Item (项目)、Command (命令) 等。

例子：

• Get-Process: 获取当前正在运行的进程信息。
• Stop-Service: 停止一个正在运行的服务。
• New-Item: 创建一个新的文件或文件夹。
• Remove-Item: 删除一个文件或文件夹。

这种命名方式使得 Cmdlet 的功能一目了然，非常易于记忆和猜测。

3.2 对象 (Object)

这是 PowerShell 与 CMD 最核心的区别。当一个 Cmdlet 执行后，它不会简单地输出一堆文本，而是输出一个或多个对象。每个对象都包含了一系列属性 (Properties) 和可能的操作方法 (Methods)。

例子： 执行 Get-Process，它不会只给你进程的名字，而是会输出一个或多个进程对象。每个进程对象都包含诸如 Name (名称)、ID (进程ID)、CPU (CPU占用率)、Memory (内存占用) 等属性。

你可以使用 Get-Member Cmdlet 来查看一个对象有哪些属性和方法。例如：

powershell
Get-Process | Get-Member

（稍后我们会讲解 | 管道的用法）

理解对象的重要性在于，你可以直接访问和操作这些结构化的数据，而无需进行复杂的文本解析。这让数据过滤、排序和进一步处理变得非常容易。

3.3 管道 (Pipeline)

管道是 PowerShell 中一个极其强大的特性，使用符号 | 表示。它允许你将一个 Cmdlet 的输出对象作为另一个 Cmdlet 的输入。

语法：

powershell
Cmdlet-A | Cmdlet-B | Cmdlet-C ...

Cmdlet-A 执行并将输出的对象传递给 Cmdlet-B。Cmdlet-B 对接收到的对象进行处理，然后将其输出传递给 Cmdlet-C，依此类推。

例子：

• Get-Process | Stop-Process: 获取进程对象，然后停止这些进程（这需要谨慎使用，并指定要停止的进程）。
• Get-Service | Where-Object {$_.Status -eq 'Running'}: 获取所有服务对象，然后将其中状态为 ‘Running’ 的服务对象过滤出来。
• Get-ChildItem | Sort-Object LastWriteTime -Descending: 获取当前目录下的所有文件和文件夹对象，然后按最后修改时间倒序排序。

管道和对象的结合是 PowerShell 强大的基石，它使得组合简单的命令来完成复杂任务成为可能。

3.4 参数 (Parameters)

Cmdlet 通常接受参数来修改其行为。参数名前面使用连字符 -。

语法：

powershell
Cmdlet-Name -ParameterName 参数值 -AnotherParameterName AnotherParameterValue

有些参数是必需的，有些是可选的。有些参数可以接受多个值，有些是开关参数（Presence Parameter），只需要列出参数名即可，不需要值（表示启用该功能）。

例子：

• Get-ChildItem -Path C:\Windows: 获取 C:\Windows 目录下的项目。-Path 是参数名，C:\Windows 是参数值。
• Stop-Process -Name notepad: 停止名为 “notepad” 的进程。-Name 是参数。
• Get-Service -DisplayName *sql*: 获取显示名称中包含 “sql” 的服务。-DisplayName 是参数，*sql* 是参数值，使用了通配符 *。
• Get-ChildItem -Recurse: 获取当前目录及其所有子目录下的项目。-Recurse 是一个开关参数，表示递归查找。

第四章：获取帮助

在你学习和使用 PowerShell 的过程中，获取帮助是最重要也是最常用的操作之一。PowerShell 内置了强大的帮助系统。

4.1 Get-Help Cmdlet

Get-Help 是你的好朋友。它可以用来查询 Cmdlet 的详细信息、参数、示例等。

基本用法：

powershell
Get-Help Cmdlet-Name

例子：

powershell
Get-Help Get-Process

这将显示 Get-Process 的简要描述、语法和备注。

获取更多信息：

• -Detailed: 显示参数的详细描述。
  powershell
Get-Help Get-Process -Detailed
• -Examples: 显示 Cmdlet 的使用示例。
  powershell
Get-Help Get-Process -Examples
• -Full: 显示所有详细信息，包括参数、示例、输入/输出类型等。
  powershell
Get-Help Get-Process -Full
• -Online: 在默认浏览器中打开 Cmdlet 的最新在线帮助文档（强烈推荐）。
  powershell
Get-Help Get-Process -Online

更新帮助文档：

PowerShell 的帮助文档可以离线使用，但可能不是最新的。你可以定期更新它们：

powershell
Update-Help

首次运行可能需要管理员权限，且需要联网下载。

查找 Cmdlet：

如果你不知道要使用哪个 Cmdlet，可以结合通配符使用 Get-Help 来查找：

powershell
Get-Command *Process* # 查找所有名称中包含 "Process" 的 Cmdlet
Get-Command -Noun Service # 查找所有名词是 "Service" 的 Cmdlet
Get-Command -Verb Get # 查找所有动词是 "Get" 的 Cmdlet

Get-Command 是用来查找 Cmdlet 本身的，而 Get-Help 是用来获取 Cmdlet 使用方法的。两者经常配合使用。

第五章：常用基础命令 (Cmdlets)

现在，我们来学习一些最基础和最常用的 Cmdlet。

5.1 文件系统操作

这部分 Cmdlet 类似于 CMD 或 Linux 中的文件操作命令。PowerShell 为了一些兼容性，保留了许多 CMD/Linux 的别名。

• 获取当前位置：
  • Cmdlet: Get-Location
  • 别名: gl, pwd (Print Working Directory)
  • 用法: Get-Location 或 pwd
• 设置位置 (切换目录)：
  • Cmdlet: Set-Location
  • 别名: sl, cd (Change Directory), chdir
  • 用法: Set-Location C:\Windows 或 cd C:\Windows
  • 返回上一级: cd ..
  • 返回根目录: cd \ (Windows) 或 cd / (Linux/macOS PowerShell Core)
• 获取目录内容 (列出文件和文件夹)：
  • Cmdlet: Get-ChildItem
  • 别名: gci, ls (List Segments), dir (Directory)
  • 用法:
    • Get-ChildItem 或 ls (当前目录)
    • Get-ChildItem C:\Windows (指定目录)
    • Get-ChildItem -Path C:\Scripts\*.ps1 (使用通配符查找特定文件)
    • Get-ChildItem -Recurse (递归查找子目录)
    • Get-ChildItem -Force (显示隐藏和系统文件/文件夹)
• 创建项目 (文件或文件夹)：
  • Cmdlet: New-Item
  • 用法:
    • New-Item -Path .\NewFolder -ItemType Directory (创建文件夹)
    • New-Item -Path .\NewFile.txt -ItemType File (创建文件)
• 复制项目：
  • Cmdlet: Copy-Item
  • 别名: copy, cp
  • 用法: Copy-Item .\File.txt .\NewFolder\ (复制文件到文件夹)
  • 用法: Copy-Item .\Folder1 .\Folder2 -Recurse (递归复制文件夹)
• 移动项目：
  • Cmdlet: Move-Item
  • 别名: move, mv
  • 用法: Move-Item .\File.txt ..\ (移动文件到上一级目录)
• 重命名项目：
  • Cmdlet: Rename-Item
  • 别名: ren
  • 用法: Rename-Item .\OldName.txt NewName.txt
• 删除项目：
  • Cmdlet: Remove-Item
  • 别名: del, erase, rd, rm, rmdir
  • 用法:
    • Remove-Item .\File.txt (删除文件)
    • Remove-Item .\NewFolder (删除空文件夹)
    • Remove-Item .\NonEmptyFolder -Recurse -Force (删除非空文件夹及其内容，谨慎使用！)

5.2 内容操作

• 获取文件内容：
  • Cmdlet: Get-Content
  • 别名: gc, cat, type
  • 用法: Get-Content .\MyFile.txt (显示文件内容)
  • 用法: Get-Content .\MyLog.log -Tail 10 (显示文件末尾10行)
• 设置文件内容 (覆盖)：
  • Cmdlet: Set-Content
  • 别名: sc
  • 用法: Set-Content .\NewFile.txt "这是新内容" (创建或覆盖文件内容)
• 添加文件内容 (追加)：
  • Cmdlet: Add-Content
  • 别名: ac
  • 用法: Add-Content .\ExistingFile.txt "这是追加的内容" (向文件末尾追加内容)

5.3 变量

变量用于存储数据。在 PowerShell 中，变量名前面使用美元符号 $。变量没有固定的数据类型，PowerShell 会根据赋给它的值自动判断。

• 创建和赋值：
  • $myVariable = "Hello, PowerShell!"
  • $number = 123
  • $date = Get-Date (将 Get-Date 命令的输出对象赋给变量)
• 使用变量：
  • Write-Host $myVariable (在控制台输出变量的值)
  • "今天日期是： $($date)" (在字符串中使用变量，建议用 $() 包裹复杂变量或表达式)
  • Get-ChildItem -Path $myFolderPath (将变量作为命令参数)

5.4 基本输入输出

• 输出到控制台：
  • Cmdlet: Write-Host
  • 用法: Write-Host "欢迎来到 PowerShell！"
• 读取用户输入：
  • Cmdlet: Read-Host
  • 用法:
    powershell
$userName = Read-Host "请输入你的名字"
Write-Host "你好，$userName！"

第六章：深入理解对象与管道

掌握如何利用对象的属性和方法以及如何使用管道是 PowerShell 进阶的关键。

6.1 使用管道结合其他 Cmdlet

还记得前面提到的对象吗？ Cmdlet 输出的对象可以包含许多信息。通过管道，我们可以将这些信息传递给其他 Cmdlet 进行进一步处理。

• 获取对象成员 (Get-Member)： 查看对象的属性 (Property) 和方法 (Method)。
  powershell
Get-Process | Get-Member
  输出会告诉你进程对象有哪些属性（如 Name、Id、CPU）和方法（如 Kill、Refresh）。
• 选择对象属性 (Select-Object)： 只保留你感兴趣的属性（列）。
  • 别名: select
powershell
Get-Process | Select-Object Name, ID, CPU
    这将列出所有进程，但只显示它们的名称、ID 和 CPU 占用率。
    powershell
Get-Service | Select-Object -First 5 Name, Status
    获取前5个服务，并显示它们的名称和状态。
• 过滤对象 (Where-Object)： 根据对象的属性值进行筛选。
  • 别名: where, ?
  • 语法格式通常是 Where-Object {$_.属性名 比较运算符 值}。$_ 代表当前正在通过管道传递的对象。
  • 比较运算符：
    • -eq (等于)
    • -ne (不等于)
    • -gt (大于)
    • -lt (小于)
    • -ge (大于等于)
    • -le (小于等于)
    • -like (匹配通配符，如 *、?)
    • -notlike (不匹配通配符)
    • -match (匹配正则表达式)
    • -notmatch (不匹配正则表达式)
  • 用法：
    powershell
Get-Process | Where-Object {$_.CPU -gt 10} # 查找 CPU 占用大于 10 的进程
Get-Service | Where-Object {$_.Status -eq 'Running'} # 查找正在运行的服务
Get-ChildItem | Where-Object {$_.LastWriteTime -gt (Get-Date).AddDays(-7)} # 查找最近7天内修改的文件/文件夹
Get-Process | Where-Object {$_.Name -like 'c*'} # 查找名称以 'c' 开头的进程
• 排序对象 (Sort-Object)： 根据对象的属性值进行排序。
  • 别名: sort
powershell
Get-Process | Sort-Object CPU -Descending # 按 CPU 占用率降序排序
Get-ChildItem | Sort-Object LastWriteTime # 按最后修改时间升序排序 (默认)
• 格式化输出 (Format-*)： 改变对象在控制台的显示方式。注意，这些命令会销毁对象的结构，输出变为格式化的文本，通常放在管道的最后一步。
  • Format-Table (ft)：以表格形式显示 (默认通常是这个)。
  • Format-List (fl)：以列表形式显示每个对象的每个属性，适合查看详细信息。
  • Format-Wide (fw)：只显示一个属性，多列显示，适合只看名称等简单信息。
    powershell
Get-Process | Format-List Name, ID, Path # 以列表形式显示特定属性
Get-Service | Format-Wide Name # 只显示服务名称

第七章：第一个 PowerShell 脚本

虽然你可以在命令行中直接输入 Cmdlet，但对于更复杂的任务，将命令保存在脚本文件中更加方便和可重用。

7.1 什么是 PowerShell 脚本？

PowerShell 脚本是一个包含一系列 PowerShell 命令的文本文件，文件扩展名为 .ps1。你可以像运行单个命令一样运行脚本文件，PowerShell 会按顺序执行其中的命令。

7.2 编写脚本

你可以使用任何文本编辑器（如记事本）编写 PowerShell 脚本，但更推荐使用专门的工具，如 PowerShell ISE (Integrated Scripting Environment) 或 Visual Studio Code (安装 PowerShell 扩展)。这些工具提供了语法高亮、代码智能提示、调试功能等，极大地提高了编写效率。

示例脚本 (MyFirstScript.ps1)：

“`powershell

这是一个简单的 PowerShell 脚本

脚本功能：获取当前日期时间并输出

Write-Host “运行脚本：获取当前日期和时间”

获取当前日期和时间对象

$currentDateTime = Get-Date

输出日期时间

Write-Host “当前日期和时间是: $($currentDateTime)”

稍作等待

Start-Sleep -Seconds 2

获取系统信息并输出部分内容

Write-Host “n获取一些系统信息：" #n 表示换行

Get-ComputerInfo | Select-Object OsName, OsVersion, OsHardwareAbstractionLayer | Format-List

Write-Host “`n脚本执行完毕。”
“`

将上面的代码保存为一个 .ps1 文件，例如 MyFirstScript.ps1。

7.3 执行脚本

默认情况下，为了安全起见，Windows 不允许直接双击运行 .ps1 脚本文件（它会打开记事本）。你需要在 PowerShell 窗口中执行脚本。

要执行一个脚本文件，你需要提供它的完整路径或相对路径。

• 在当前目录下执行： 如果脚本文件在当前 PowerShell 所在的目录下，使用 ./ 表示当前目录：
  powershell
.\MyFirstScript.ps1
• 使用完整路径执行：
  powershell
C:\Path\To\Your\Scripts\MyFirstScript.ps1

7.4 执行策略 (Execution Policy)

当你第一次尝试执行脚本时，可能会遇到错误信息，提示脚本无法运行，这通常是由于 PowerShell 的执行策略 (Execution Policy) 阻止了脚本的运行。

执行策略是 PowerShell 的一项安全功能，用于控制脚本在计算机上运行的条件。常见的策略有：

• Restricted (默认)：不允许任何脚本运行。
• AllSigned: 只允许运行经过数字签名验证的脚本。
• RemoteSigned: 允许运行本地自己编写的脚本，但从网上下载的脚本必须经过数字签名。
• Unrestricted: 允许运行所有脚本，存在安全风险。
• Bypass: 不加载任何配置，不进行任何检查，完全绕过执行策略，极不安全。

查看当前执行策略：

powershell
Get-ExecutionPolicy

更改执行策略：

你可以根据需要更改执行策略。通常，对于学习和个人使用，将策略设置为 RemoteSigned 是一个比较平衡的选择。你需要以管理员身份运行 PowerShell 来更改全局策略。

powershell
Set-ExecutionPolicy RemoteSigned

执行此命令后，系统会提示你确认更改。输入 Y 或 A 并回车即可。

重要提示： 将执行策略设置为 Unrestricted 或 Bypass 存在安全风险，请谨慎操作，尤其是在生产环境或不确定脚本来源的情况下。

第八章：实际应用举例

通过几个简单的例子来感受 PowerShell 的强大之处。

8.1 列出前 5 个占用内存最多的进程：

powershell
Get-Process | Sort-Object WorkingSet -Descending | Select-Object -First 5 Name, WorkingSet | Format-Table

• Get-Process: 获取所有进程对象。
• Sort-Object WorkingSet -Descending: 按 WorkingSet (工作集内存) 属性降序排序。
• Select-Object -First 5 Name, WorkingSet: 选择前 5 个对象，并只保留 Name 和 WorkingSet 属性。
• Format-Table: 以表格形式输出结果。

8.2 查找 C 盘大于 1GB 的文件：

powershell
Get-ChildItem C:\ -Recurse -ErrorAction SilentlyContinue | Where-Object {$_.Length -gt 1GB} | Format-Table Name, Length, FullName

• Get-ChildItem C:\ -Recurse: 递归查找 C 盘所有文件和文件夹。
• -ErrorAction SilentlyContinue: 忽略查找过程中可能出现的权限错误。
• Where-Object {$_.Length -gt 1GB}: 过滤出 Length (文件大小) 大于 1GB 的对象。注意：文件夹没有 Length 属性，所以 $_.Length 为空，比较时会被忽略，只处理文件。PowerShell 支持单位后缀，如 KB, MB, GB, TB, PB。
• Format-Table Name, Length, FullName: 以表格形式显示文件名、大小和完整路径。

8.3 获取本机所有 IP 地址：

powershell
Get-NetIPAddress | Where-Object {$_.AddressFamily -eq 'IPv4' -and $_.PrefixOrigin -eq 'Dhcp'} | Select-Object IPAddress, InterfaceAlias

• Get-NetIPAddress: 获取所有网络适配器的 IP 地址信息。
• Where-Object {$_.AddressFamily -eq 'IPv4' -and $_.PrefixOrigin -eq 'Dhcp'}: 过滤出 IPv4 地址且是通过 DHCP 获取的地址。
• Select-Object IPAddress, InterfaceAlias: 只显示 IP 地址和对应的网络接口名称。

第九章：进阶之路

本教程只是带你入了 PowerShell 的门。PowerShell 的功能远不止这些。接下来，你可以继续学习：

• 控制流程： If/Else 条件判断，For, ForEach, While 循环。
• 函数： 编写可重用的代码块。
• 错误处理： Try/Catch/Finally。
• 模块 (Modules)： PowerShell 的功能可以通过模块进行扩展，许多微软产品和第三方软件都提供了 PowerShell 模块来自动化管理（如 Active Directory 模块, Exchange Online 模块, Azure 模块）。
• 远程处理 (Remoting)： 通过 PowerShell 连接到远程计算机执行命令或脚本。
• Desired State Configuration (DSC)： 用于配置管理和部署。
• 集成脚本环境 (ISE) 或 VS Code 的高级功能： 调试、片段、格式化等。
• 正则表达式 (Regular Expressions)： 结合 -match 等运算符进行更强大的文本匹配。
• WMI 和 CIM： 访问更底层的 Windows 管理信息。

结语：实践出真知

学习 PowerShell 最好的方法就是动手实践。从简单的命令开始，逐步尝试组合 Cmdlet，解决你日常工作中遇到的实际问题。遇到困难时，不要犹豫使用 Get-Help 和搜索引擎。有很多优秀的在线资源、博客、论坛和社区可以提供帮助。

PowerShell 是一个非常值得投入时间学习的技能。它将极大地提高你在 Windows 环境下的工作效率，为你的职业发展开辟新的道路。

现在，打开你的 PowerShell 窗口，开始你的自动化之旅吧！

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