LINQ 可以在 PowerShell 中使用吗?

Question

我正在尝试在PowerShell中使用LINQ。 看起来这应该是完全可能的，因为PowerShell是建立在.NET Framework之上的，但我无法让它工作。 例如，当我尝试以下（人为的）代码时：

$data = 0..10
[System.Linq.Enumerable]::Where($data, { param($x) $x -gt 5 })

我收到以下错误：

找不到"Where"的重载，参数计数："2"。

没关系，这可以通过Where-Object来完成。 这个问题的重点不是在PowerShell中找到执行此操作的惯用方法。 如果我可以使用 LINQ，那么在 PowerShell 中执行某些任务会容易几光年。

Answer 1

代码的问题在于 PowerShell 无法决定应将ScriptBlock实例 （ { ... } ） 强制转换为哪种特定委托类型。因此，它无法为 Where 方法的泛型第二个参数选择特定于类型的委托实例化。而且它也没有语法来显式指定泛型参数。若要解决此问题，需要自行将ScriptBlock实例强制转换为正确的委托类型：

$data = 0..10
[System.Linq.Enumerable]::Where($data, [Func[object,bool]]{ param($x) $x -gt 5 })

为什么[Func[object, bool]]有效，而[Func[int, bool]]不起作用？

因为

您的$data是[object[]]的，而不是[int[]]的，因为默认情况下PowerShell会创建[object[]]数组;但是，您可以显式构造[int[]]实例：

$intdata = [int[]]$data
[System.Linq.Enumerable]::Where($intdata, [Func[int,bool]]{ param($x) $x -gt 5 })

Answer 2

为了用更广泛的答案来补充PetSerAl的有用答案，以匹配问题的通用标题：

^{注意：以下内容至少适用于 LINQ 的 PowerShell 7.3.x Direct 支持 - 语法与 C# 中的语法相当 - 正在讨论 GitHub 问题 #2226 中未来版本的 PowerShell Core。}

在PowerShell中使用LINQ：

• 你需要 PowerShell v3 或更高版本。

• 不能直接在集合实例上调用 LINQ 扩展方法，而必须将 LINQ 方法作为将输入集合作为第一个参数传递到的[System.Linq.Enumerable]类型的静态方法调用。

  • 这样做会占用 LINQ API 的流动性，因为方法链接不再是一种选择。相反，您必须以相反的顺序嵌套静态调用。

  • 例如，您必须写[Linq.Enumerable]::OrderBy([Linq.Enumerable]::Where($inputCollection, ...), ...)而不是$inputCollection.Where(...).OrderBy(...)

• 帮助程序函数和类：

  • 某些方法（如 .Select()）具有接受泛型Func<>委托的参数（例如，可以使用 PowerShell 代码通过应用于脚本块的强制转换创建Func<T,TResult>;例如：
    [Func[object, bool]] { $Args[0].ToString() -eq 'foo' }

    • Func<>委托的第一个泛型类型参数必须与输入集合的元素类型匹配;请记住，默认情况下，PowerShell 会创建[object[]]数组。

  • 某些方法（如 .Contains() 和 .OrderBy）具有接受实现特定接口的对象（如 IEqualityComparer<T> 和 IComparer<T>）的参数;此外，输入类型可能需要实现IEquatable<T>才能使比较按预期工作，例如使用 .Distinct() ;所有这些都需要通常用 C# 编写的编译类（尽管您可以通过将带有嵌入式 C# 代码的字符串传递给 Add-Type 从 PowerShell 创建它们） cmdlet）;但是，在 PSv5+ 中，您也可以使用自定义 PowerShell 类，但有一些限制。

• 通用方法：

  • 某些 LINQ 方法本身是泛型的，因此需要一个或多个类型参数。

  • 在PowerShell（Core）7.2和Windows PowerShell中，PowerShell不能直接调用此类方法，必须改用反射，因为它只支持推断类型参数，在这种情况下无法完成;例如：

    # Obtain a [string]-instantiated method of OfType<T>.
    $ofTypeString = [Linq.Enumerable].GetMethod("OfType").MakeGenericMethod([string])
    # Output only [string] elements in the collection.
    # Note how the array must be nested for the method signature to be recognized.
    PS> $ofTypeString.Invoke($null, (, ('abc', 12, 'def')))
    abc
    def
    

    • 有关更详细的示例，请参阅此答案。

  • 在 PowerShell （Core） 7.3+ 中，现在可以选择显式指定类型参数（请参阅概念about_Calling_Generic_Methods帮助主题）;例如：

    # Output only [string] elements in the collection.
    # Note the need to enclose the input array in (...)
    # -> 'abc', 'def'
    [Linq.Enumerable]::OfType[string](('abc', 12, 'def'))
    

• LINQ 方法返回延迟枚举对象而不是实际集合;也就是说，返回的还不是实际数据，而是在枚举时将生成数据的内容。

  • 在自动执行枚举的上下文中（尤其是在管道中），你将能够像使用集合一样使用枚举。

    • 但是，由于枚举对象本身不是集合，因此无法通过调用 .Count 来获取结果计数，也无法索引到迭代器中;但是，可以使用成员访问枚举（提取要枚举的对象的属性值）。

  • 如果您确实需要将结果作为静态数组来获取通常的收集行为，请将调用包装在 [Linq.Enumerable]::ToArray(...) 中。

    • 存在返回不同数据结构的类似方法，例如 ::ToList() 。

有关高级示例，请参阅此答案.
有关所有 LINQ 方法（包括示例）的概述，请参阅这篇精彩的文章。

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简而言之：从 PowerShell 使用 LINQ 很麻烦，只有在以下任何一项适用时才值得付出努力：

• 你需要 PowerShell 的 cmdlet 无法提供的高级查询功能。
• 性能至关重要 - 请参阅本文。

Answer 3

如果你想实现类似LINQ的功能，那么PowerShell有一些cmdlet和函数，例如：Select-Object，Where-Object，Sort-Object，Group-Object。它具有适用于大多数 LINQ 功能的 cmdlet，如投影、限制、排序、分组、分区等。

请参阅 Powershell 单行代码：集合和 LINQ。

有关使用 Linq 以及如何使其更轻松的更多详细信息，文章 LINQ Through Powershell 可能会有所帮助。

Answer 4

当我想在 PowerShell 中进行稳定的排序时，我遇到了 LINQ（稳定：如果要排序的属性在两个（或多个）元素上具有相同的值：保留它们的顺序）。排序对象有一个稳定开关，但仅在PS 6.1+中。此外，.NET 中泛型集合中的 Sort（）-实现不稳定，所以我遇到了 LINQ，其中的文档说它是稳定的。

这是我的（测试）代码：

# Getting a stable sort in PowerShell, using LINQs OrderBy
# Testdata
# Generate List to Order and insert Data there. o will be sequential Number (original Index), i will be Property to sort for (with duplicates)
$list = [System.Collections.Generic.List[object]]::new()
foreach($i in 1..10000){
    $list.Add([PSCustomObject]@{o=$i;i=$i % 50})
}
# Sort Data
# Order Object by using LINQ. Note that OrderBy does not sort. It's using Delayed Evaluation, so it will sort only when GetEnumerator is called.
$propertyToSortBy = "i" # if wanting to sort by another property, set its name here
$scriptBlock = [Scriptblock]::Create("param(`$x) `$x.$propertyToSortBy")
$resInter = [System.Linq.Enumerable]::OrderBy($list, [Func[object,object]]$scriptBlock )
# $resInter.GetEnumerator() | Out-Null
# $resInter is of Type System.Linq.OrderedEnumerable<...>. We'll copy results to a new Generic List
$res = [System.Collections.Generic.List[object]]::new()
foreach($elem in $resInter.GetEnumerator()){
    $res.Add($elem)
}
# Validation
# Check Results. If PropertyToSort is the same as in previous record, but previous sequence-number is higher, than the Sort has not been stable
$propertyToSortBy = "i" ; $originalOrderProp = "o"
for($i = 1; $i -lt $res.Count ; $i++){
    if(($res[$i-1].$propertyToSortBy -eq $res[$i].$propertyToSortBy) -and ($res[$i-1].$originalOrderProp -gt $res[$i].$originalOrderProp)){
        Write-host "Error on line $i - Sort is not Stable! $($res[$i]), Previous: $($res[$i-1])"
    }
}