简短说明
介绍 PowerShell 中的作用域概念，并演示如何设置和更改元素的范围。
长说明
PowerShell 通过限制可以读取和更改变量、别名、函数和 PowerShell 驱动器（PSDrives）来保护对变量、别名、函数和 PowerShell 驱动器（PSDrives）的访问。 PowerShell 使用范围规则来确保不会对其他作用域中的项进行意外更改。
范围规则
启动 PowerShell 时，主机（pwsh.exe）将创建 PowerShell 运行空间。
主机进程可以有多个运行空间。 每个 Runspace 都有自己的会话状态和作用域容器。 无法跨运行空间实例访问会话状态和范围。
以下是范围的基本规则：
- 范围可以嵌套。 外部范围称为父范围。 任何嵌套作用域都是该父级的子范围。
- 除非显式将其设为私有，否则该项在创建的范围和任何子作用域中可见。
- 可以为当前范围之外的范围声明变量、别名、函数和 PowerShell 驱动器。
- 只能在在其中创建作用域的作用域内更改所创建的项，除非显式指定其他作用域。
- 当在运行空间中运行的代码引用某个项时，PowerShell 会搜索范围层次结构，从当前作用域开始，然后继续执行每个父范围。 如果未找到该项，则会在当前范围内创建新项。 如果找到匹配项，则会从找到的作用域中检索项的值。 如果更改值，则项目复制到当前范围，以便更改仅影响当前范围。
- 如果显式创建一个与不同作用域中的项共享其名称的项，则新项可能会隐藏原始项，但不会重写或更改它。
父范围和子范围
可以通过调用脚本或函数来创建新的子范围。 调用范围是父范围。 调用的脚本或函数是子范围。 调用的函数或脚本可能会调用其他函数，从而创建其根范围是全局范围的子范围的层次结构。
注意
模块中的函数不会在调用范围的子作用域中运行。 模块具有其自己的会话状态，这些状态链接到模块导入的范围。 所有模块代码都在具有其自己的根范围的特定于模块的范围层次结构中运行。 有关详细信息，请参阅本文 模块 部分。
创建子范围时，它包括具有 AllScope 选项的所有别名和变量，以及一些自动变量。 本文稍后将讨论此选项。
除非显式将项设为私有项，否则父范围中的项可用于子范围。 在子范围中创建或更改的项不会影响父范围，除非在创建项时显式指定范围。
若要查找特定作用域中的项，请使用 Get-Variable 或 Get-Alias的 Scope 参数。
例如，若要获取本地范围中的所有变量，请键入：
Get-Variable -Scope local
若要获取全局范围中的所有变量，请键入：
Get-Variable -Scope global
对变量、别名或函数进行引用时，PowerShell 将搜索当前范围。 如果未找到该项，则会搜索父范围。 此搜索一直重复到全局范围。 如果变量在父范围内是私有的，则通过范围链继续搜索。 示例 4 显示作用域搜索中私有变量的效果。
PowerShell 范围名称
PowerShell 定义某些范围的名称，以便更轻松地访问该范围。 PowerShell 定义以下命名范围：
- 全局：PowerShell 启动时或创建新会话或运行空间时生效的范围。 PowerShell 启动时存在的变量和函数（例如自动变量和首选项变量）在全局范围内创建。 PowerShell 配置文件中的变量、别名和函数也在全局范围内创建。 全局范围是运行空间中的根父范围。
- 本地：当前范围。 本地范围可以是全局范围或任何其他范围。
- 脚本：脚本文件运行时创建的作用域。 脚本中的命令在脚本范围内运行。 对于脚本中的命令，脚本范围是本地范围。
对于支持范围的 cmdlet，范围可以通过描述一个范围的相对位置的数字来引用范围。 范围 0 表示当前（本地）范围，范围 1 是当前范围的父级，范围 2 是当前范围的祖父母。 此模式会一直持续到到达根范围。
范围修饰符
变量、别名或函数名称可以包括以下任一可选作用域修饰符：
global:- 说明名称存在于全局范围中。local:- 说明名称存在于本地范围中。 当前作用域始终是本地作用域。private:- 说明名称是私有的，并且仅对当前范围可见。注意
private:不是范围。 它是一个 选项，用于更改在其定义范围之外的对象的可访问性。script:- 说明名称存在于 脚本 范围内。 脚本范围是最近的上级脚本文件的范围或全局范围（如果没有最近的上级脚本文件）。using:- 用于在通过 cmdlet 运行脚本时访问在另一个范围中定义的变量，例如Start-Job和Invoke-Command。workflow:- 指定工作流中存在该名称。 注意：PowerShell v6 及更高版本不支持工作流。<variable-namespace>- PowerShell PSDrive 提供程序创建的修饰符。 例如：Namespace 描述 Alias:当前范围中定义的别名 Env:在当前作用域中定义的环境变量 Function:当前范围中定义的函数 Variable:在当前范围内定义的变量
脚本的默认作用域是脚本范围。 函数和别名的默认作用域是本地范围，即使它们在脚本中定义也是如此。
使用范围修饰符
若要指定新变量、别名或函数的范围，请使用范围修饰符。
变量中作用域修饰符的语法为：
$[<scope-modifier>:]<name> = <value>
函数中作用域修饰符的语法为：
function [<scope-modifier>:]<name> {<function-body>}
以下命令不使用范围修饰符，在当前或 本地 范围中创建变量：
$a = "one"
若要在 全局 范围中创建相同的变量，请使用范围 global: 修饰符：
$global:a = "one"
Get-Variable a | Format-List *
请注意 可见性 和 选项 的属性值。
Name : a
Description :
Value : one
Visibility : Public
Module :
ModuleName :
Options : None
Attributes : {}
将该变量与私有变量进行比较：
$private:pVar = 'Private variable'
Get-Variable pVar | Format-List *
使用 private 范围修饰符将 Options 属性设置为 Private。
Name : pVar
Description :
Value : Private variable
Visibility : Public
Module :
ModuleName :
Options : Private
Attributes : {}
若要在 脚本 范围内创建相同的变量，请使用 script: 范围修饰符：
$script:a = "one"
还可以将作用域修饰符与函数一起使用。 以下函数定义在全局作用域内创建函数：
function global:Hello {
Write-Host "Hello, World"
}
还可以使用范围修饰符来引用不同作用域中的变量。
以下命令引用 $test 变量，首先位于本地范围，然后在全局范围内：
$test
$global:test
using: 范围修饰符
使用是一个特殊的范围修饰符，用于标识远程命令中的局部变量。 如果没有修饰符，PowerShell 要求远程命令中的变量在远程会话中定义。
PowerShell 3.0 中引入了 using 范围修饰符。
对于从会话外执行的任何脚本或命令，需要 using 范围修饰符从调用会话范围嵌入变量值，以便会话外代码可以访问它们。 以下上下文支持 using 范围修饰符：
- 远程执行的命令，开头的
Invoke-Command使用 ComputerName、HostName、SSHConnection 或会话参数（远程会话） - 后台作业，从
Start-Job开始（进程外会话） - 线程作业，通过
Start-ThreadJob或ForEach-Object -Parallel启动（单独的线程会话）
根据上下文，嵌入的变量值可以是调用方范围中的数据的独立副本，也可以是对其的引用。 在远程和进程外会话中，它们始终是独立的副本。
有关详细信息，请参阅 about_Remote_Variables。
在线程会话中，它们通过引用传递。 这意味着可以修改不同线程中的子范围变量。 若要安全地修改变量，需要线程同步。
有关详细信息，请参阅：
变量值的序列化
远程执行的命令和后台作业进程不足。 进程外会话使用基于 XML 的序列化和反序列化，使变量的值在进程边界内可用。 序列化过程将对象转换为 PSObject，其中包含原始对象属性，但不包含其方法。
对于有限的一组类型，反序列化将对象重新冻结回原始类型。 解除冻结的对象是原始对象实例的副本。 它具有类型属性和方法。 对于简单类型（如 System.Version），副本完全相同。 对于复杂类型，副本不完善。 例如，解除冻结的证书对象不包括私钥。
所有其他类型的实例是 PSObject 实例。 PSTypeNames 属性包含前缀为 反序列化的原始类型名称，例如，Deserialized.System.Data.DataTable
AllScope 选项
变量和别名具有 Option 属性，该属性可以采用 AllScope的值。 具有 AllScope 属性的项将成为你创建的任何子作用域的一部分，但不会被父作用域自动继承。
具有 AllScope 属性的项在子作用域中可见，并且它是该作用域的一部分。 对任何作用域中的项的更改都会影响定义变量的所有范围。
管理范围
多个 cmdlet 具有 Scope 参数，可用于获取或设置特定作用域中的项（创建和更改）。 使用以下命令查找会话中具有 Scope 参数的所有 cmdlet：
Get-Help * -Parameter scope
若要查找在特定范围内可见的变量，请使用 Scope的 Get-Variable 参数。 可见变量包括全局变量、父作用域中的变量和当前作用域中的变量。
例如，以下命令获取在本地范围内可见的变量：
Get-Variable -Scope local
若要在特定作用域中创建变量，请使用作用域修饰符或 的Set-Variable参数。 以下命令在全局范围内创建变量：
New-Variable -Scope global -Name a -Value "One"
还可以使用 New-Alias、Set-Alias或 Get-Alias cmdlet 的 Scope 参数来指定范围。 以下命令在全局范围内创建别名：
New-Alias -Scope global -Name np -Value Notepad.exe
若要获取特定作用域中的函数，请在该作用域内使用 Get-Item cmdlet。
Get-Item cmdlet 不具有作用域参数。
注意
对于使用 Scope 参数的 cmdlet，您还可以通过编号来引用范围。 该数字描述一个范围到另一个范围的相对位置。 范围 0 表示当前或本地范围。 范围 1 指示直接的父范围。 范围 2 指示父范围的父级，依此等。 如果已创建多个递归范围，则编号范围非常有用。
对范围使用点源表示法
脚本和函数遵循范围规则。 在特定的作用域中创建它们，它们仅影响该范围，除非使用 cmdlet 参数或范围修饰符来更改该范围。
但是，可以使用点源表示法将脚本或函数的内容添加到当前范围。 使用点源表示法运行脚本或函数时，它会在当前范围内运行。 脚本或函数中的任何函数、别名和变量都添加到当前范围。
例如，若要从脚本范围（脚本的默认脚本）中的 Sample.ps1 目录运行 C:\Scripts 脚本，只需在命令行上输入脚本文件的完整路径。
c:\scripts\sample.ps1
脚本文件必须具有 .ps1 文件扩展名才能可执行文件。 其路径中具有空格的文件必须用引号引起来。 如果尝试执行带引号的路径，PowerShell 将显示带引号的字符串的内容，而不是运行脚本。 调用运算符（&）允许执行包含文件名的字符串的内容。
使用调用运算符运行函数或脚本在脚本范围内运行它。 使用调用运算符与按名称运行脚本没有什么不同。
& c:\scripts\sample.ps1
可以在 about_Operators 中详细了解调用运算符。
若要在本地范围中运行 Sample.ps1 脚本，请在脚本的路径之前键入一个点和一个空格（. ）：
. c:\scripts\sample.ps1
现在，脚本中定义的任何函数、别名或变量将添加到当前范围。
限制无作用域
PowerShell 具有一些类似于作用域的选项和功能，可能与范围交互。 这些功能可能与范围或范围行为混淆。
会话、模块和嵌套提示是独立环境，而不是会话中全局范围的子范围。
会话
会话是运行 PowerShell 的环境。 在远程计算机上创建会话时，PowerShell 会建立与远程计算机的持久连接。 持久连接允许对多个相关命令使用会话。
由于会话是包含的环境，因此它有自己的作用域，但会话不是在其中创建的会话的子范围。 会话从其自己的全局范围开始。 此范围独立于会话的全局范围。 可以在会话中创建子范围。 例如，可以运行脚本在会话中创建子范围。
模块
可以使用 PowerShell 模块来共享和交付 PowerShell 工具。 模块是可以包含 cmdlet、脚本、函数、变量、别名和其他有用项的单元。 除非显式导出（使用 Export-ModuleMember 或模块清单），否则模块中的项在模块外部无法访问。 因此，可以将模块添加到会话并使用公共项，而无需担心其他项可能会覆盖会话中的 cmdlet、脚本、函数和其他项。
默认情况下，模块将加载到运行空间的根级别（全局）范围内。 导入模块不会更改范围。
在会话中，模块有自己的范围。 请考虑以下模块 C:\temp\mod1.psm1：
$a = "Hello"
function foo {
"`$a = $a"
"`$global:a = $global:a"
}
现在，我们将创建一个全局变量 $a，为其指定一个值，并调用函数 foo。
$a = "Goodbye"
foo
该模块在模块范围中声明变量 $a，然后函数 foo 输出这两个范围中的变量的值。
$a = Hello
$global:a = Goodbye
模块创建链接到导入这些容器的范围的并行范围容器。 从导入模块的范围级别开始，模块导出的项可用。 未从模块导出的项仅在模块的范围容器中可用。 模块中的函数可以访问在其中导入的项以及模块作用域容器中的项。
如果在 Module1内从加载 Module2，则 Module2 将加载到 Module1 的范围容器中。 来自 Module2 的任何导出都放置在 Module1的当前模块范围内。 如果使用 Import-Module -Scope local，那么导出将放入当前作用域对象而不是顶层。 如果您在模块 中执行，并使用 Import-Module -Scope global（或 Import-Module -Global）加载另一个模块，该模块及其导出内容将加载到全局范围内，而不是该模块的本地范围。
WindowsCompatibility 功能执行此操作，以将代理模块导入全局会话状态。
嵌套提示
嵌套提示没有自己的范围。 输入嵌套提示时，嵌套提示是环境的子集。 但是，你仍保留在本地范围内。
脚本具有自己的范围。 如果要调试脚本，并在脚本中到达断点，请输入脚本范围。
专用选项
别名和变量具有一个 Option 属性，该属性可以赋值为 Private。 可以在创建 Private 选项的作用域中查看和更改具有 Private 选项的项，但无法在该范围之外查看或更改它们。
例如，如果在全局作用域中创建具有私有选项的变量，然后运行脚本，则脚本中的 Get-Variable 命令不显示专用变量。 在此实例中使用全局范围修饰符不会显示专用变量。
可以使用 、New-Variable、Set-Variable和 New-Alias cmdlet 的 Set-Alias 参数将 Option 属性的值设置为 Private。
能见度
变量或别名的 可见性 属性决定了您是否可以在创建该项的容器外部看到该项。 容器可以是模块、脚本或管理单元。 可见性对容器的作用与Private选项属性的 值对作用域的作用相同。
可见性属性的值可以是 Public 和 Private。 只能查看和更改具有专用可见性的项，这些项只能在在其中创建的容器中查看和更改。 如果添加或导入容器，则无法查看或更改具有专用可见性的项。
由于可见性专为容器设计，因此它在范围内的工作方式不同。
- 如果在全局范围内创建具有专用可见性的项，则无法在任何范围内查看或更改该项。
- 如果尝试查看或更改具有专用可见性的变量的值，PowerShell 将返回一条错误消息。
可以使用 New-Variable 和 Set-Variable cmdlet 创建具有专用可见性的变量。
例子
示例 1：仅在脚本中更改变量值
以下命令更改脚本中 $ConfirmPreference 变量的值。 此更改不会影响全局范围。
首先，若要在本地范围内显示 $ConfirmPreference 变量的值，请使用以下命令：
PS> $ConfirmPreference
High
创建包含以下命令的 Scope.ps1 脚本：
$ConfirmPreference = "Low"
"The value of `$ConfirmPreference is $ConfirmPreference."
运行脚本。 该脚本更改 $ConfirmPreference 变量的值，然后在脚本作用域中报告其值。 输出应类似于以下输出：
The value of $ConfirmPreference is Low.
接下来，测试当前范围内 $ConfirmPreference 变量的当前值。
PS> $ConfirmPreference
High
此示例显示对脚本作用域中变量的值的更改不会影响父范围内的变量值。
示例 2：查看不同范围内的变量值
可以使用范围修饰符查看本地范围和父范围中变量的值。
首先，在全局范围内定义 $test 变量。
$test = "Global"
接下来，创建一个定义 Sample.ps1 变量的 $test 脚本。 在脚本中，使用作用域修饰符引用 $test 变量的全局版本或本地版本。
在 Sample.ps1中：
$test = "Local"
"The local value of `$test is $test."
"The global value of `$test is $global:test."
运行 Sample.ps1时，输出应类似于以下输出：
The local value of $test is Local.
The global value of $test is Global.
脚本完成后，会话中仅定义 $test 的全局值。
PS> $test
Global
示例 3：更改父范围中变量的值
除非使用 Private 选项或其他方法保护项，否则可以在父作用域中查看和更改变量的值。
首先，在全局范围内定义 $test 变量。
$test = "Global"
接下来，创建一个定义 $test 变量的 Sample.ps1 脚本。 在脚本中，使用作用域修饰符引用 $test 变量的全局版本或本地版本。
在 Sample.ps1 中：
$global:test = "Local"
"The global value of `$test is $global:test."
脚本完成后，将更改 $test 的全局值。
PS> $test
Local
示例 4：创建专用变量
可以使用 private: 范围修饰符使变量私有，或者通过将变量创建时的 Option 属性设置为 Private来实现。 只能在创建专用变量的作用域中查看或更改它们。
在此示例中，ScopeExample.ps1 脚本将创建五个函数。 第一个函数调用下一个函数，该函数创建子范围。 其中一个函数具有一个专用变量，该变量只能在创建它的作用域中看到。
PS> Get-Content ScopeExample.ps1
# Start of ScopeExample.ps1
function funcA {
"Setting `$funcAVar1 to 'Value set in funcA'"
$funcAVar1 = "Value set in funcA"
funcB
}
function funcB {
"In funcB before set -> '$funcAVar1'"
$private:funcAVar1 = "Locally overwrite the value - child scopes can't see me!"
"In funcB after set -> '$funcAVar1'"
funcC
}
function funcC {
"In funcC before set -> '$funcAVar1' - should be the value set in funcA"
$funcAVar1 = "Value set in funcC - Child scopes can see this change."
"In funcC after set -> '$funcAVar1'"
funcD
}
function funcD {
"In funcD before set -> '$funcAVar1' - should be the value from funcC."
$funcAVar1 = "Value set in funcD"
"In funcD after set -> '$funcAVar1'"
'-------------------'
ShowScopes
}
function ShowScopes {
$funcAVar1 = "Value set in ShowScopes"
"Scope [0] (local) `$funcAVar1 = '$(Get-Variable funcAVar1 -Scope 0 -ValueOnly)'"
"Scope [1] (parent) `$funcAVar1 = '$(Get-Variable funcAVar1 -Scope 1 -ValueOnly)'"
"Scope [2] (parent) `$funcAVar1 = '$(Get-Variable funcAVar1 -Scope 2 -ValueOnly)'"
"Scope [3] (parent) `$funcAVar1 = '$(Get-Variable funcAVar1 -Scope 3 -ValueOnly)'"
"Scope [4] (parent) `$funcAVar1 = '$(Get-Variable funcAVar1 -Scope 4 -ValueOnly)'"
}
funcA
# End of ScopeExample.ps1
PS> .\ScopeExample.ps1
输出显示每个作用域中变量的值。 可以看到，私有变量仅在其创建的作用域 funcB中可见。
Setting $funcAVar1 to 'Value set in funcA'
In funcB before set -> 'Value set in funcA'
In funcB after set -> 'Locally overwrite the value - child scopes can't see me!'
In funcC before set -> 'Value set in funcA' - should be the value set in funcA
In funcC after set -> 'Value set in funcC - Child scopes can see this change.'
In funcD before set -> 'Value set in funcC - Child scopes can see this change.' - should be the value from funcC.
In funcD after set -> 'Value set in funcD'
-------------------
Scope [0] (local) $funcAVar1 = 'Value set in ShowScopes'
Scope [1] (parent) $funcAVar1 = 'Value set in funcD'
Scope [2] (parent) $funcAVar1 = 'Value set in funcC - Child scopes can see this change.'
Scope [3] (parent) $funcAVar1 = 'Locally overwrite the value - child scopes can't see me!'
Scope [4] (parent) $funcAVar1 = 'Value set in funcA'
如 ShowScopes的输出所示，可以使用 Get-Variable 和指定范围编号从其他范围访问变量。
示例 5：在远程命令中使用局部变量
对于在本地会话中创建的远程命令中的变量，请使用 using 范围修饰符。 PowerShell 假定远程命令中的变量是在远程会话中创建的。
语法为：
$using:<VariableName>
例如，以下命令在本地会话中创建 $Cred 变量，然后在远程命令中使用 $Cred 变量：
$Cred = Get-Credential
Invoke-Command $s {Remove-Item .\Test*.ps1 -Credential $using:Cred}
PowerShell 3.0 中引入了 using 范围修饰符。