📌 PowerShell 对象处理与筛选

核心理念：PowerShell中一切皆对象，命令输出的是结构化.NET对象而非纯文本

一、对象基础概念

1. 什么是对象？

• 包含属性（数据特征）和方法（可执行操作）的数据结构
• 查看对象结构：

  Get-Process | Get-Member  # 显示所有属性和方法
  

2. 核心对象属性

属性	类型	说明
Id	Int32	进程ID
ProcessName	String	进程名称
CPU	Double	CPU占用时间（秒）
WorkingSet	Int64	内存占用量（字节）
StartTime	DateTime	进程启动时间

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二、核心对象处理Cmdlet详解

🔍 1. Select-Object - 属性选择器

功能

• 选择对象属性、限制输出数量、创建计算属性

基本语法

command | Select-Object [-Property] <string[]> [-First] [-Last] [-Unique]

参数详解

参数	类型	说明	示例
-Property	String[]	指定要选择的属性（支持通配符*）	Select-Object Name, CPU
-ExcludeProperty	String[]	排除指定属性	Select-Object * -ExcludeProperty VM
-First	Int32	选择前N个对象	Select-Object -First 5
-Last	Int32	选择最后N个对象	Select-Object -Last 3
-Unique	Switch	去除重复值	Select-Object ProcessName -Unique
-Skip	Int32	跳过前N个对象	Select-Object -Skip 10
计算属性语法	Hashtable	@{Name="";Expression={}} 创建新计算属性	Select-Object @{Name="MB";Expression={$_.WS/1MB}}

# 完整示例：选择前5进程并计算内存(MB)
Get-Process | 
    Select-Object -First 5 -Property Name, 
        @{Name="Mem(MB)";Expression={[math]::Round($_.WorkingSet/1MB, 2)}}

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🔍 2. Where-Object - 条件过滤器

功能

基于条件筛选对象

基本语法

command | Where-Object { $_.Property -eq "Value" }

参数详解

语法形式	说明	最佳场景
脚本块模式	{ $_.Property -operator Value } 完整控制流	复杂条件
简化模式	Property -operator Value (PowerShell 3.0+)	简单条件
比较运算符	-eq, -ne, -gt, -lt, -ge, -le, -like, -match	所有场景
逻辑运算符	-and, -or, -not	多条件组合

比较运算符详解

运算符	说明	示例	注意
-eq	等于	$_.Status -eq "Running"	不区分大小写
-ceq	区分大小写等于	$_.Name -ceq "WinRM"	精确匹配
-like	通配符匹配	$_.Name -like "*svc*"	支持*和?通配符
-match	正则表达式匹配	$_.Path -match "\.exe$"	使用正则表达式
-in	包含于集合	$_.Id -in @(100, 200)	PowerShell 3.0+

# 多条件筛选示例
Get-Service | 
    Where-Object {
        $_.Status -eq "Running" -and 
        $_.StartType -eq "Automatic" -and
        $_.Name -notlike "*#*"
    }

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🔍 3. Sort-Object - 数据排序

功能

对对象集合进行排序

基本语法

command | Sort-Object [-Property] <string> [-Descending]

参数详解

参数	类型	说明	示例
-Property	String[]	指定排序属性（支持多个属性）	Sort-Object Name, CPU
-Descending	Switch	降序排序（默认升序）	Sort-Object WS -Desc
-Unique	Switch	去除重复项	Sort-Object PID -Unique
-CaseSensitive	Switch	区分大小写排序	Sort-Object Name -CaseSensitive

# 多级排序示例
Get-ChildItem | 
    Sort-Object @{Expression={$_.Extension}; Ascending=$true}, 
               @{Expression={$_.Length}; Descending=$true}

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🔍 4. ForEach-Object - 对象处理器

功能

对每个管道对象执行操作

基本语法

command | ForEach-Object { 脚本块 }

参数详解

参数	类型	说明	示例
-Process	ScriptBlock	对每个对象执行的脚本块（主要参数）	ForEach-Object { $_.Name }
-Begin	ScriptBlock	在处理前执行的脚本块（初始化操作）	ForEach-Object -Begin { $count=0 }
-End	ScriptBlock	在处理后执行的脚本块（汇总操作）	ForEach-Object -End {"Total: $count"}
-MemberName	String	调用每个对象的方法或属性（PowerShell 4.0+）	ForEach-Object -MemberName ToUpper

# 完整处理流程示例
Get-Process | 
    ForEach-Object -Begin {
        $totalMem = 0
        "开始处理进程..."
    } -Process {
        $totalMem += $_.WorkingSet
        "进程 $($_.Name) 使用内存: $($_.WorkingSet/1MB) MB"
    } -End {
        "总内存使用: $($totalMem/1GB) GB"
    }

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🔍 5. Group-Object - 数据分组

功能

按指定属性分组对象

基本语法

command | Group-Object [-Property] <string>

参数详解

参数	类型	说明	示例
-Property	Object	分组依据的属性或表达式	Group-Object Status
-AsHashTable	Switch	返回哈希表而非分组对象	Group-Object Name -AsHashTable
-AsString	Switch	将属性值视为字符串（非对象）	Group-Object ProcessName -AsString
-NoElement	Switch	不包含原始对象（仅统计信息）	Group-Object Company -NoElement

# 高级分组示例
Get-Process | 
    Group-Object @{Expression={$_.PriorityClass}} | 
    Select-Object Count, Name, 
        @{Name="TotalMem(GB)";Expression={($_.Group | Measure-Object WorkingSet -Sum).Sum / 1GB}}

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🔍 6. Measure-Object - 数据统计

功能

计算对象的数值属性统计信息

基本语法

command | Measure-Object [-Property] <string> [-Sum] [-Average] [-Maximum] [-Minimum] [-Line] [-Word] [-Character]

参数详解

参数	类型	说明	示例
-Property	String	要统计的属性（默认：Length）	Measure-Object -Property CPU
-Sum	Switch	计算总和	Measure-Object -Sum
-Average	Switch	计算平均值	Measure-Object -Average
-Maximum	Switch	获取最大值	Measure-Object -Maximum
-Minimum	Switch	获取最小值	Measure-Object -Minimum
-StandardDeviation	Switch	计算标准差（PS6+）	Measure-Object -StandardDeviation
-AllStats	Switch	计算所有统计信息（PS6+）	Measure-Object -AllStats

# 完整统计示例
Get-ChildItem -File | 
    Measure-Object -Property Length -Sum -Average -Minimum -Maximum -StandardDeviation |
    Select-Object Count, 
        @{Name="Size(MB)";Expression={[math]::Round($_.Sum/1MB, 2)}},
        @{Name="Avg(MB)";Expression={[math]::Round($_.Average/1MB, 2)}},
        Min, Max, StandardDeviation

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三、组合应用实战（增强版）

案例1：内存占用Top 5进程（带完整属性）

Get-Process | 
    Where-Object {$_.WorkingSet -gt 100MB} |
    Sort-Object WorkingSet -Descending | 
    Select-Object -First 5 -Property Name, Id, 
        @{Name="CPU(s)";Expression={$_.CPU}},
        @{Name="Memory(MB)";Expression={[math]::Round($_.WorkingSet/1MB, 2)}},
        @{Name="StartTime";Expression={$_.StartTime.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm")}}

案例2：磁盘空间分析报告

Get-ChildItem -Path "C:\Projects" -Recurse -File |
    Group-Object Extension -NoElement |
    Sort-Object Count -Descending |
    Select-Object @{Name="FileType";Expression={$_.Name}}, 
        Count, 
        @{Name="Percentage";Expression={[math]::Round(($_.Count/$total)*100, 1)}} |
    Export-Csv -Path "FileTypeReport.csv" -NoTypeInformation

案例3：服务状态监控仪表盘

$services = Get-Service

# 生成状态报告
$report = $services | 
    Group-Object Status, StartType -AsHashTable -AsString |
    ForEach-Object {
        [PSCustomObject]@{
            Status = $_.Key[0]
            StartType = $_.Key[1]
            Count = $_.Value.Count
            Examples = ($_.Value.Name | Select-Object -First 3) -join ", "
        }
    }

# 显示并导出
$report | Sort-Object Status, StartType | Format-Table -AutoSize
$report | Export-Clixml -Path "ServiceStatus.xml"

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四、性能优化技巧

1. 高效过滤策略

# 优先使用原生过滤（比Where-Object快10倍）
Get-ChildItem -Filter *.log -Recurse  # ✔️ 推荐

# 避免全量处理后再过滤
Get-Process | Where-Object {$_.Name -eq "chrome"}  # ❌ 低效
Get-Process -Name "chrome"  # ✔️ 高效

2. 属性选择优化

# 提前移除不需要的属性
Get-Service | 
    Select-Object Name, Status, DisplayName |  # 减少后续管道负载
    Where-Object Status -eq "Running"

3. 并行处理（PowerShell 7+）

# 使用ForEach-Object -Parallel加速处理
Get-ChildItem *.log | 
    ForEach-Object -Parallel {
        $content = Get-Content $_.FullName
        if ($content -match "ERROR") {
            "Error found in: $($_.Name)"
        }
    } -ThrottleLimit 5

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五、命令速查手册

Cmdlet	核心参数	使用频率	典型用例
Select-Object	-Property, -First, -Skip, -Unique, 计算属性	⭐⭐⭐⭐⭐	选择特定属性/限制结果集
Where-Object	-eq, -like, -match, -and, -or	⭐⭐⭐⭐⭐	条件过滤
Sort-Object	-Property, -Descending, -CaseSensitive	⭐⭐⭐⭐	结果排序
ForEach-Object	-Process, -Begin, -End, -Parallel	⭐⭐⭐⭐⭐	遍历处理对象
Group-Object	-Property, -AsHashTable, -NoElement	⭐⭐⭐	数据分组
Measure-Object	-Sum, -Average, -Min, -Max, -AllStats	⭐⭐⭐	数值统计

💡 专业提示：使用 Get-Help <Cmdlet> -Full 查看完整参数文档，或 Get-Help <Cmdlet> -Examples 查看实用示例

总结：常用对象处理 Cmdlet 快速对照表

Cmdlet	功能描述
Select-Object	选择属性、限制返回数量
Where-Object	根据条件筛选对象
Sort-Object	对对象排序
ForEach-Object	对每个对象执行自定义操作
Get-Member	查看对象结构（属性/方法）