PowerShell Scripting Weblog

本当は怖いPowerShell その2 コマンド名の"Get-"補完

Twitterでこんな問題を出してみました。

PowerShell検定中級編。以下を実行するとそれぞれ何が起こるか。 �@ &{} �A &{process} �B &{process{}} �C &{process{process}} �D &{process{process{}}}

? 牟田口大介 (@mutaguchi) September 7, 2015

以下、解答になります。

�@ &{}

結果

何も出力されません。

解説

空のスクリプトブロック{}を実行演算子&で実行しています。空なので何も出力はありません。

�A &{process}

結果

「'process' の後にステートメント ブロックがありません。」というパーサーのエラーになります。

解説

PowerShellのスクリプトブロックは、beginブロック、processブロック、endブロックを内包します。スクリプトブロック直下にparamブロック、DynamicParamブロック、beginブロック、processブロック、endブロック（他にもあったかも）以外のステートメントを記述すると、Endブロック内に記述されたものと暗黙的に解釈されます。

この場合、スクリプトブロック直下にprocess…と書き始めたので、パーサーはprocessブロックが開始されたと判断しますが、続くステートメントブロック{}（≠スクリプトブロック）の記述がないため、構文エラーとなります。

�B &{process{}}

結果

何も出力されません。

解説

パーサーは�Aのように解釈しますが、今回はステートメントブロック{}がきちんと記述されているので、エラーなく解釈されます。

processブロックは、パイプライン入力がない場合でも1回実行されますが、この場合、中身は空なので、�@と同様、何も出力はありません。

�C &{process{process}}

結果

Get-Processコマンドレットが実行され、プロセス一覧が表示されます。

解説

・パーサーの挙動

�Bまでの解説の通り、&{process{…}}とすると、…の部分が1回実行されます。今回はprocessブロック内に「process」と記述しているので、�Aのようなパーサーエラーは発生せず、「process」がステートメントとして実行されます。

さて、PowerShellのステートメント（文）には「For」とか「If」とかと並列して、「パイプライン」が存在します。「パイプライン」には1つの「式」もしくは複数の「コマンド」が含まれます。

たとえば、「Get-ChildItem | Select-Object Name」というパイプラインには「Get-ChildItem」と「Select-Object Name」という2つのコマンドが含まれます。

（ちなみに、「式」とは「$x+1」とかの、値を返すもののことです。PowerShellではパイプラインの最初の要素にのみ、「コマンド」ではなく「式」を記述することができます。）

今回のお題では、「process」はprocessブロック下に記述されており、ForやIf等のステートメントではないのでパイプラインとして扱われます。このパイプラインには1つの要素のみ含まれていますが、式ではないので、コマンドとして解釈されます。

・コマンド探索の挙動

PowerShellの「コマンド」は、関数、コマンドレット、ワークフロー、Configuration、ファイル（実行ファイル、スクリプトファイルを含む）、&演算子で実行するスクリプトブロック等が挙げられます。

コマンドの探索は、まずコマンドへのエイリアスを探します。ない場合は、関数名orコマンドレット名を探します。それでもない場合は、実行ファイルやスクリプトファイルの拡張子（.exe、.ps1等）を付与してパスの通ったディレクトリを探します（ちなみにカレントディレクトリにあったとしても、相対パスor絶対パス表記でない場合は実行しません）。

さて、ここからが「本当は怖い」ところなんですが、ここまで探索してコマンドがなかった場合、与えられたコマンド名に"Get-"を付与してもう一度探索します。

今回のお題では、processという名前のコマンドを探して、もしパスが通ったフォルダにprocess.exeとかがあればそれが実行されますが、ない場合はGet-Processというコマンド名を探します。

もちろん、Get-Processというコマンドレットは標準で存在するので、それが実行されてしまう、というわけでした。

（ちなみにPowerShell 3.0以降なら、Get-付与で見つからない場合、さらにCmdlet Auto Discoveryにより未ロードのモジュールを探します。）

コマンド探索の詳細な挙動は、Trace-Command -Expression {コマンド}  -Name CommandDiscovery -PSHost とすると調べられるので、見てみるのもいいかもしれません。

�D &{process{process{}}}

結果

「Get-Process : パラメーター 'Name' を評価できません。その引数がスクリプト ブロックとして指定され、入力が存在しないためです。スクリプト ブロックは、入力を使用せずに評価できません。」というParameterBindingExceptionが発生します。

解説

・パーサーの挙動

Get-Processが実行され（ようとす）る理由については�Cまでの理解でOKでしょう。

さて、Get-Processコマンドレットには-Nameという、プロセス名を指定する位置パラメータが存在します。位置パラメータは、パラメータ名を指定せずパラメータ値のみを指定しても、指定順にパラメータにバインドしてくれる機能を持ちます。

たとえば、Get-Process powershell　とすると、「Get-Process -Name powershell」が実行されます。

今回のお題「process{}」は、パーサーによってまず、コマンド名「process」と、パラメータ値「{}」（空のスクリプトブロック）に分割されます。

（ちなみにコマンド名に「{}」を含めることができないわけではなく、そういうコマンドを実行したい場合は、`でエスケープするか、&"command{}name"のように&演算子を用いれば可能です。）

今回の場合、パラメータ名の指定はありませんが、位置パラメータ-Nameに空のスクリプトブロックがバインドされることになるわけです。

・コマンドパラメータバインドの挙動

さて、-Nameパラメータの型は、System.String[]であり、scriptblockではありません。もちろんscriptblockからSystem.String[]への暗黙の型変換はありません。でもエラーメッセージ的には、スクリプトブロックを与えたこと自体は咎めていないように思えますね。

実はこれ、スクリプトブロックパラメータと呼ばれてる機能です。詳しくはスクリプトブロックパラメータのススメを見ていただくとして、要はコマンドへのパイプライン入力を、指定のスクリプトブロックで処理し、その出力結果をパラメータ値としてバインドする機能ですね。

今回エラーになった理由は、スクリプトブロックパラメータとして解釈しようとしたが、そもそも入力がなかったから、ということになります。

あまり意味はないですが、以下のように入力を与えてやれば、スクリプトブロックパラメータとして動作します。

"powershell" | Get-Process -Name {$_}

この場合パイプライン入力が追加されるので、-Nameパラメータの指定位置がずれることになるので、パラメータ名が必要になります。また、スクリプトブロックが空だと、「パラメーター 'Name' を評価できません。その引数の入力によって出力が作成されなかったためです。」というエラーをご丁寧に出してくれます。Trace-CommandでParameterBindingソースをトレースしてみるのも一興でしょう。

ちなみにあまり関係ない余談ですが、-NameパラメータにはValueFromPipelineByPropertyName属性が付いているので、実は以下のような指定もできます。

[PSCustomObject]@{Name="PowerShell"} | Get-Process

まとめ

PowerShellパーサーと飲むとき、話の肴にどうですかね。

See also： 本当は怖いPowerShell その1

スクリプトブロックパラメータのススメ

いきなりですが、PowerShellで「カレントディレクトリに含まれる.txtファイルの拡張子をすべて.logに変更する」方法がぱっと思いつくでしょうか？

コマンドプロンプトなら

ren *.txt *.log

で一発なのですが、PowerShellでrenコマンドに対応するコマンドレットであるRename-Itemコマンドレットを使って

Rename-Item -path *.txt -newName *.log

と書くことはできません。Rename-Itemコマンドレットの-pathパラメータと-newNameパラメータはワイルドカード文字を受け付けないからです。

ではどう書くのか。Get-ChildItemコマンドレットの-pathパラメータはワイルドカード文字を使うことができます（Get-Help Get-ChildItem -fullを調べるとpathパラメータの「ワイルドカード文字を許可する」はfalseになってますが、実際はワイルドカードが使えます）。よってGet-ChildItemでワイルドカードを用いてファイル一覧を取得し、それをRename-Itemコマンドレットにパイプで渡すとよさそうです。Rename-Itemの-pathパラメータは「パイプライン入力を許可する　true (ByValue, ByPropertyName)」なので、パイプ経由でオブジェクトを渡すとこのパラメータに値が渡ります。なお、ByValueなどの意味は以前書いたエントリを参考にしてください。では書いてみましょう。

Get-ChildItem *.txt | Rename-Item -newItem *.log

あれ、新しい名前のほうのワイルドカードはどうすればいいんだ？というわけでこれでは駄目で、まだ一工夫が必要です。

素直に考えると、Get-ChildItemの結果（FileInfoオブジェクトの配列）をForEach-Objectで列挙して、その各要素でNameプロパティを元にRename-Itemコマンドレットを実行するというのが思いつきます。

Get-ChildItem *.txt | %{Rename-Item -path $_.Name -newName ($_.Name -replace "\.txt`$",".log")}

注： -replace演算子の右辺配列の最初の要素は正規表現を指定します。なので正規表現における特殊文字「.」は「\」でエスケープする必要があります。さらに拡張子以外の文字が置き換わらないように文字列の末端を表す「$」を使用します。「$」はPowerShellにおいて特殊文字なので「`」でエスケープします。

しかしこれはなんかNameプロパティの値を2回も参照してて冗長ですしあまりやりたくないですね。そもそもせっかくRename-Itemコマンドレットの-pathパラメータにパイプライン経由で直接オブジェクトを流し込める利点を生かせていません。

そこで登場するのが、このエントリのタイトルにもある「スクリプトブロックパラメータ」です。実はPowerShellには任意のコマンドレットパラメータにスクリプトブロックを指定する機能があるのです。コマンドレットパラメータは型が指定されていますが、これが<scriptblock>である必要はなく、<string>でも<int>でも何でもOKです。したがって、冒頭の問題の回答は次のように記述することができます。

Get-ChildItem *.txt | Rename-Item -newName {$_.Name -replace "\.txt`$",".log"}

このように、-newNameパラメータの型は<string>であるにも関わらず、スクリプトブロックを指定することができるのです。このスクリプトブロック内の$_は、パイプラインに渡されたオブジェクト配列の一要素です。つまりここではFileInfoオブジェクトになります。

注：この例だとファイルはカレントディレクトリにあるものが対象になるので、カレントディレクトリ以外で実行する場合はNameプロパティの代わりにFullNameプロパティを使ってフルパスを指定してください。

この機能、マイナーだと思いますが知っているとずいぶん楽になるケースが多いと思うので、ぜひ覚えておくことをお勧めします。しかし実はこの例題、Rename-Itemコマンドレットのヘルプの例4そのままだったりします。私はそこの解説を読んでもいまいち仕組みが分かりませんでした。Flexible pipelining with ScriptBlock Parameters - Windows PowerShell Blog - Site Home - MSDN Blogsという記事を読んでようやくこれがPowerShellの機能だと認識した次第です。

まあ、それでもrenコマンドのお手軽さには負けますけども、柔軟性に関してはもちろんPowerShellのほうが圧倒的に優れているのでそこは我慢するしかないのかなあ、と思います。どうしても簡単に書きたい場合は

cmd /c ren *.txt *.log

とかしてくださいませ。

ちなみにこの機能はユーザーが定義した関数では原則使用できないようです。ただ例外があって、次のような関数定義をしておくと大丈夫でした。

function test
{
    param([parameter(ValueFromPipeline=$true)][string]$str)
    process
    {
        $str
    }
}

ポイントはパラメータにparameter属性を指定して、ValueFromPipelineもしくはValueFromPipelineByPropertyNameを$trueにすることと、型名を指定すること（ここでは<string>）です。こうしておけば

dir|test -str {$_.fullname}

のようにして、コマンドレットの場合と同様にスクリプトブロックパラメータを使うことができます。属性と型指定どちらかが欠けているとスクリプトブロックが展開されずそのまま-strパラメータに渡ってしまうようです。

元記事：http://blogs.wankuma.com/mutaguchi/archive/2011/09/30/203768.aspx