数组和数组列表

数组

PowerShell 中的 数组 是一种不可变（大小固定）的数据结构，可以存储异构元素。

PowerShell 中的数组是隐式类型的，但如果我们希望创建强类型数组，也可以将变量显式转换为数组类型，例如 string[]、long[] 或 int32[]。

1## 创建数组
2$array = 1,2,3,4,5 # 同质数组
3Write-Host $array
4$array = 1, 2, 'text', 1.5 # 异构数组
5Write-Host $array
6$array.gettype() # 获取数组的数据类型
7
8[int[]] $array = 1,2,3,4,5 # 强类型整数数组
9Write-Host $array
10## 强类型数组可以将不同数据类型的元素转换为定义的类型（如果转换可行）
11## 如 [double] 转 [int] 或 [char] 转 [int]
12[int[]] $array = 1,2.1,3,4.3,5,[char]'a' 
13Write-Host $array
14## 抛出错误：'Cannot convert value "text" to type "System.Int32".'
15## 因为 [string] 无法转换为 [int]
16[int[]] $array = 1, 2, 'text', 1.5

Python 没有原生的数组数据结构，但可以通过内置模块 array 来支持数组。使用前必须导入该模块。Python 数组中的元素受数据类型限制，因此是同质的。这意味着字符数组只能存储字符元素，而 PowerShell 数组可以存储异构元素。

在 Python 中定义数组时，必须在创建时通过一个 类型码 指定数据类型，类型码是一个单字符。

1## 导入模块，因为 Array 不是原生数据结构
2import array
3a = array.array("I", [1,2,3,4,5]) # 同质、强类型数组
4print(type(a)) # 获取数组的数据类型
5## 不会自动类型转换，必须显式将元素转换为数组的数据类型
6a = array.array("I", [1,2,3, int(4.3), 5])
7
8## 数组操作
9a.insert(1, 7) # 插入元素
10print(a)
11a.pop(3) # 删除并返回元素
12print(a)
13a.reverse() # 反转数组
14print(a)

1a = array.array("I", [1,2,3,4.3,5])

这会在 Python 中引发错误。

TypeError: integer argument expected, got float

关键要点

• PowerShell 数组

  • 不可变
  • 同质或异构
  • 松散类型
  • 内置

• Python 数组

  • 可变
  • 同质
  • 严格类型
  • 非内置，需导入
  • 通常比列表更高效且更快（尽管具体性能取决于使用场景）

ArrayList (.Net)

我们刚刚学习了 PowerShell 的默认数组，它们非常有用，因其灵活性和能够在一个数组中存储任意数据类型（包括 $null）的异构对象。

1$array = 'hello world!', 111, 13.14, (Get-Date), $null 

然而，这种灵活性也带来了一些缺点：

• 由于元素是异构的，我们无法保证所有元素都是特定类型，也无法强制统一转换为单一数据类型。由于 PowerShell 可以访问 .NET 类型系统，我们可以克服这些缺点，通过类型转换或类型约束变量来创建仅限于特定类型的数组：

  1[int[]] $Array = 1, 2, 3

• PowerShell 数组是不可变的，意味着其大小固定，一旦定义后就无法添加新元素。要解决这个问题，需要将新元素与原有元素合并，并将全部元素重新赋值给数组变量。

  1# 数组
  2$fruits = @()
  3
  4# 向数组添加元素
  5# 会抛出异常：“Collection was of a fixed size.”
  6# 因为 PowerShell 数组变量是不可变的，即使是空数组也不允许修改
  7$fruits.Add('apple') 
  8$fruits.IsFixedSize # 输出：True 
  9# 因为赋值会导致大小改变，这是不允许的
  10
  11# 正确的添加方式，这样可以工作！
  12# 因为在后台会创建一个全新的数组
  13# 包含新值，然后丢弃旧数组。
  14$fruits += 'apple'
  15$fruits += 'banana'
  16$fruits += 'orange'

PowerShell 还可以使用 .Net 类：System.Collections.ArrayList，这类集合是可变的、动态的，且性能更高。

1## ArrayList
2$names = New-Object System.Collections.ArrayList
3[void] $names.Add('Prateek') 
4[void] $names.Add('Singh')
5[void] $names.Add('Prateek') 
6[void] $names.Add('Singh')
7$names.IsFixedSize # 输出：False

关键要点

• PowerShell (.NET) ArrayList
• 可变
• 同质或异构
• 松散类型
• 内置