创建对哈希表元素的引用

Question

所以，我正在尝试创建一个可用于数据导航的树型变量。我在尝试在 PowerShell 中的哈希表上使用引用变量时遇到了一个问题。考虑以下代码：

$Tree = @{ TextValue = "main"; Children = @() }
$Item = @{ TextValue = "sub"; Children = @() }
$Pointer = [ref] $Tree.Children
$Pointer.Value += $Item
$Tree

在检查引用变量$Pointer时，它会显示适当的值，但主变量$Tree不受影响。有没有办法在PowerShell中创建对哈希表元素的引用，我必须切换到二维数组？

编辑更多信息：

我接受了 Mathias 的回答，因为使用 List 看起来正是我所需要的，但需要更清楚地了解数组和引用的交互方式。试试这个代码：

$Tree1 = @()
$Pointer = $Tree1
$Pointer += 1
Write-Host "tree1 is " $Tree1
$Tree2 = @()
$Pointer = [ref] $Tree2
$Pointer.Value += 1
Write-Host "tree2 is " $Tree2

从输出中可以看出，可以获取对数组的引用，然后通过该引用修改数组的大小。我认为如果一个数组是另一个数组或哈希表的元素，它也可以工作，但事实并非如此。 PowerShell 似乎以不同的方式处理这些问题。

Answer 1

我怀疑这是 += 在数组上工作方式的不幸副作用。

当您在固定大小的数组上使用 += 时，PowerShell 会将原始数组替换为新的（和更大的）数组。我们可以验证$Pointer.Value 不再引用与GetHashCode() 相同的数组：

PS C:\> $Tree = @{ Children = @() }
PS C:\> $Pointer = [ref]$Tree.Children
PS C:\> $Tree.Children.GetHashCode() -eq $Pointer.Value.GetHashCode()
True
PS C:\> $Pointer.Value += "Anything"
PS C:\> $Tree.Children.GetHashCode() -eq $Pointer.Value.GetHashCode()
False

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解决此问题的一种方法是避免使用@() 和+=。

您可以改用List 类型：

$Tree = @{ TextValue = "main"; Children = New-Object System.Collections.Generic.List[psobject] }
$Item = @{ TextValue = "sub"; Children = New-Object System.Collections.Generic.List[psobject] }
$Pointer = [ref] $Tree.Children
$Pointer.Value.Add($Item)
$Tree

Answer 2

致complement Mathias R. Jessen's helpful answer：

• 确实，任何数组都是固定大小并且不能就地扩展（@()创建一个空的[object[]] 数组）。

• += 在 PowerShell 中悄悄创建一个 新 数组，其中包含所有原始元素和新元素的副本，并分配 到 LHS。

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您对[ref] 的使用毫无意义，因为仅$Pointer = $Tree.Children 就足以将引用复制到存储在$Tree.Children 中的数组中。

^{关于[ref]的适当使用的讨论见底部。}

因此，both $Tree.Children 和 $Pointer 将包含对同一数组的引用，就像 $Pointer.Value 在基于 [ref] 的方法中所做的那样。

因为+= 创建了一个新 数组，但是，无论LHS 上的什么——无论是$Pointer.Value 还是没有[ref]，只有$Pointer——只接收一个 new 引用 new 数组，而 $Tree.Children 仍然指向旧数组。

您可以通过使用直接确定两个变量或表达式是否“指向”引用类型（所有集合都是）的同一实例来验证这一点：

PS> [object]::ReferenceEquals($Pointer.Value, $Tree.Children)
False

注意[object]::ReferenceEquals() 仅适用于reference types，不适用于value types - 包含后者的变量直接 存储值而不是引用 存储的数据其他地方。

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Mathias 的方法通过使用 [List`1] 实例而不是数组来解决您的问题，数组可以通过其 .Add() 方法就地扩展，以便将引用存储在 $Pointer[.Value]永远不需要更改并继续引用与 $Tree.Children 相同的列表。

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关于您的后续问题：[ref] 的适当使用：

$Tree2 = @()
$Pointer = [ref] $Tree2

在这种情况下，因为[ref] 应用于变量 - 按照设计 - 它创建了一个有效的变量别名：@987654351 @ 保持指向 $Tree2 包含的任何内容，即使稍后将不同的数据分配给 $Tree2（无论该数据是值类型还是引用类型实例）：

PS> $Tree2 = 'Now I am a string.'; $Pointer.Value
Now I am a string.

还要注意更典型的[ref] 用例是将变量作为通过引用参数传递给函数。

PS> function foo { param([ref] $vRef) ++$vRef.Value }; $v=1; foo ([ref] $v); $v
2  # value of $v was incremented via $vRef.Value

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相比之下，您不能使用[ref] 来创建对数据 的持久间接引用，例如属性 对象包含 在一个变量中，并且使用[ref] 基本上没有意义：

$Tree2 = @{ prop = 'initial val' }
$Pointer = [ref] $Tree2.prop   # [ref] is pointless here

后来更改$Tree2.prop不会反映在$Pointer.Value中，因为$Pointer.Value静态指的是原来存储在@中的引用987654363@:

PS> $Tree2.prop = 'later val'; $Pointer.Value
initial val   # $Pointer.Value still points to the *original* data

PowerShell 应该防止将[ref] 用于任何非变量。然而，[ref] 有一个合法的——尽管是异国情调的——“标签外”使用，用于促进在调用者的范围内更新值从后代范围，如概念性about_Ref 帮助主题中所示.

Answer 3

您可以创建指向树结构的指针：

$Tree = @{ TextValue = "main"; Children = [ref]@() }
$Item1 = @{ TextValue = "sub1"; Children = [ref]@() }
$Item2 = @{ TextValue = "sub2"; Children = [ref]@() }
$Item3 = @{ TextValue = "subsub"; Children = [ref]@() }
$Pointer = $Tree.Children
$Pointer.Value += $Item1
$Pointer.Value += $Item2
$Pointer.Value.Get(0).Children.Value += $Item3

function Show-Tree {
  param ( [hashtable] $Tree )

  Write-Host $Tree.TextValue
  if ($Tree.Children.Value.Count -ne 0) {
    $Tree.Children.Value | ForEach-Object { Show-Tree $_ }
  }
}

Show-Tree $Tree

输出：

main
sub1
subsub
sub2