流输入输出.docx
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流输入输出
22.1流
在.NETFramework中进行的所有输入和输出工作都要用到流。
流是串行化设备的抽象表示。
串行化设备可以以线性方式存储数据，并可以以同样的方式访问：
一次访问一个字节。
此设备可以是磁盘文件、网络通道、内存位置或其他支持以线性方式读写的对象。
把设备变成抽象的，就可以隐藏流的底层目标和源。
这种抽象的级别支持代码重用，允许编写更通用的例程，因为不必担心数据传输方式的特性。
因此，当应用程序从文件输入流、网络输入流或其他流中读取数据时，就可以转换并重用类似的代码。
而且，使用流还可以忽略每一种设备的物理机制，无需担心硬盘头或内存分配问题。
有两种类型的流：
●输出流：
当向某些外部目标写入数据时，就要用到输出流。
这可以是物理磁盘文件、网络位置、打印机或另一个程序。
理解流编程技术可以带来许多高级应用。
本章仅讨论文件系统数据，所以只介绍写入磁盘文件。
●输入流：
用于将数据读到程序可以访问的内存或变量中。
到目前为止，我们使用的最常见的输入流形式是键盘。
输入流可以来自任何源，在此主要关注读取磁盘文件。
适用于读/写磁盘文件的概念也适用于大多数设备，因此通过本章的学习，我们就会对流有一个基本的认识，并学习可以应用于许多情况的有效方法。
22.2用于输入和输出的类
System.IO命名空间包含本章要介绍的几乎所有的类。
System.IO包含用于在文件中读写数据的类，必须在C#应用程序中引用此命名空间才能访问这些类。
在System.IO命名空间中确实包含了不少的类，在图22-1中就可以看到，但这里仅介绍用于文件输入和输出的主要类。
图22-1
本章介绍如下类：
●File——静态实用类，提供许多静态方法，用于移动、复制和删除文件。
●Directory——静态实用类，提供许多静态方法，用于移动、复制和删除目录。
●Path——实用类，用于处理路径名称。
●FileInfo——表示磁盘上的物理文件，具有处理此文件的方法。
要完成对文件的读写工作，就必须创建Stream对象。
●DirectoryInfo——表示磁盘上的物理目录，具有处理此目录的方法。
●FileStreamInfo——用作FileInfo和DirectoryInfo的基类，可以使用多态性同时处理文件和目录。
●FileStream——表示可写或可读，或二者均可的文件。
此文件可以同步或异步地读写。
●StreamReader——从流中读取字符数据，可以使用FileStream创建为基类。
●StreamWriter——向流写入字符数据，可以使用FileStream创建为基类。
●FileSystemWatcher——FileSystemWatcher是本章要介绍的最高级的类。
它用于监控文件和目录，提供了这些文件和目录发生变化时应用程序可以捕获的事件。
在Windows编程技术中缺乏此功能，但是现在.NETFramework很容易对文件系统事件作出响应。
本章还将介绍System.IO.Compression命名空间，它允许使用GZIP压缩或Deflate压缩模式读写压缩文件：
●DeflateStream——表示在写入时自动压缩数据或在读取时自动解压缩的流，压缩使用Deflate算法来实现。
●GZipStream——表示在写入时自动压缩数据或在读取时自动解压缩的流，压缩使用GZIP算法来实现。
最后，学习使用System.Runtime.Serialization命名空间及其子命名空间进行读写的串行化，主要介绍System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary命名空间中的BinaryFormatter类，它允许把对象串行化为二进制数据流，并可以并行化这些数据。
22.2.1File和Directory类
File和Directory实用类提供了许多静态方法，用于处理文件和目录。
这些方法可以移动文件、查询和更新属性，创建FileStream对象。
如第8章所述，可以在类上调用静态方法，而无需创建它们的实例。
File类的一些最常用的静态方法如表22-1所示。
表22-1
方法
说明
Copy（）
将文件从源位置复制到目标位置
Create（）
在规定的路径上创建文件
Delete（）
删除文件
Open（）
在规定的路径上返回FileStream对象
Move（）
将规定的文件移动到新位置。
可以在新位置为文件规定不同的名称
Directory类的一些常用的静态方法如表22-2所示。
表22-2
方法
说明
CreateDirectory（）
创建具有规定路径的目录
Delete（）
删除规定的目录以及其中的所有文件
GetDirectories（）
返回表示当前目录下的目录名的string对象数组
GetFiles（）
返回在当前目录中的文件名的string对象数组
GetFilesSystemEntries（）
返回在当前目录中的文件和目录名的string对象数组
Move（）
将规定的目录移动到新位置。
可以在新位置为文件夹规定一个新名称
22.2.2FileInfo类
FileInfo类不像File类，它不是静态的，没有静态方法，仅可用于实例化的对象。
FileInfo对象表示磁盘或网络位置上的文件。
提供文件的路径，就可以创建一个FileInfo对象：
FileInfoaFile=newFileInfo（@"C:
/Log.txt"）;
注意：
本章处理的是表示文件路径的字符串，该字符串中有许多“\”字符，所以上述字符串的前缀@表示，这个字符串应逐个字符地解释，“\”解释为“\”，而不解释为转义字符。
如果没有@前缀，就需要使用“\\”代替“\”，以避免把这个字符解释为转义字符。
本章总是在字符串前面加上@。
也可以把目录名传送给FileInfo的构造函数，但实际上这并不是很有效。
这么做会用所有的目录信息初始化FileInfo的基类FilesSystemInfo，但FileInfo中与文件相关的专用方法或属性不会工作。
FileInfo类提供的许多方法类似于File类的方法，但是因为File是静态类，它需要一个字符串参数为每个方法调用指定文件位置。
因此，下面的调用可以完成相同的工作：
FileInfoaFile=newFileInfo（"Data.txt"）;
if（aFile.Exists）
Console.WriteLine（"FileExists"）;
if（File.Exists（"Data.txt"））
Console.WriteLine（"FileExists"）;
这段代码检查文件Data.txt是否存在。
注意这里没有指定任何目录信息，这说明只检查当前的工作目录。
这个目录包含调用此代码的应用程序。
本章后面的“路径名和相对路径”一节会详细介绍。
大多数FileInfo方法以这种方式反映File方法。
在大多数情况下使用什么技术并不重要，但下面的规则有助于确定哪个技术更合适：
●如果仅进行单一方法调用，则可以使用静态File类上的方法。
在此，单一调用要快一些，因为.NETFramework不必实例化新对象，再调用方法。
●如果应用程序在文件上执行几种操作，则实例化FileInfo对象并使用其方法就更好一些。
这会节省时间，因为对象已在文件系统上引用正确的文件，而静态类必须每次都寻找文件。
FileInfo类也提供了与底层文件相关的属性，其中一些属性可以用来更新文件，这些属性都继承于FilesSystemInfo，所以可应用于File和Directory类。
FilesSystemInfo类的属性如表22-3所示。
表22-3
属性
说明
Attributes
使用FileAttributes枚举，获取或者设置当前文件或目录的属性
CreationTime
获取当前文件的创建日期和时间
（续表）
属性
说明
Extension
提取文件的扩展名。
这个属性是只读的
Exists
判断文件是否存在，这是一个只读抽象属性，在FileInfo和DirectoryInfo中进行了重写
FullName
检索文件的完整路径，这个属性是只读的
LastAccessTime
获取或设置上次访问当前文件的日期和时间
LastWriteTime
获取或设置上次写入当前文件的日期和时间
Name
检索文件的完整路径，这是一个只读抽象属性，在FileInfo和DirectoryInfo中进行了重写
FileInfo专用的属性如表22-4所示。
表22-4
属性
说明
Directory
检索一个DirectoryInfo对象，表示包含当前文件的目录。
这个属性是只读的
DirectoryName
返回文件目录的路径。
这个属性是只读的
IsReadOnly
文件只读属性的快捷方式。
这个属性也可以通过Attributes来访问
Length
获取文件的容量，以字节为单位，返回long值。
这个属性是只读的
注意，FileInfo对象本身不表示流。
要读写文件，必须创建Stream对象。
FileInfo对象为读写文件提供了几个返回实例化Stream对象的方法。
22.2.3DirectoryInfo类
DirectoryInfo类的作用类似于FileInfo类。
它是一个实例化的对象，表示计算机上的单一目录。
同FileInfo类一样，在Directory和DirectoryInfo之间可以复制许多方法调用。
选择使用File或FileInfo方法的规则也适用于DirectoryInfo方法：
●如果进行单一调用，就使用静态Directory类。
●如果进行一系列调用，则使用实例化的DirectoryInfo对象。
DirectoryInfo类的大多数属性继承自FileSystemInfo，与FileInfo类一样，但这些属性作用于目录上，而不是文件上。
还有两个专用于DirectoryInfo的属性，如表22-5所示。
表22-5
属性
说明
Parent
检索一个DirectoryInfo对象，表示包含当前目录的目录。
这个属性是只读的
Root
检索一个DirectoryInfo对象，表示包含当前目录的根目录，例如C:
\目录。
这个属性是只读的
路径名和相对路径
在.NET代码中规定路径名时，可以使用绝对路径名，也可以使用相对路径名。
绝对路径名显式地规定文件或目录来自于哪一个已知的位置，比如C:
驱动器。
它的一个示例是C:
\Work\LogFile.txt。
注意这个路径准确地定义了其位置。
相对路径名相对于一个起始位置。
使用相对路径名时，无需规定驱动器或已知的位置；前面的当前工作目录就是起始点，这是相对路径名的默认设置。
例如，如果应用程序运行在C:
\Development\FileDemo目录上，并使用了相对路径LogFile.txt，该文件就表示C:
\Development\FileDemo\LogFile.txt。
为了上移目录，要使用..字符串。
这样，在同一个应用程序中，路径..\Log.txt表示C:
\Development\Log.txt文件。
如前所述，工作目录最初设置为运行应用程序的目录。
当使用VisualStudio2005开发程序时，这就表示应用程序是所创建的项目文件夹下的几个目录。
它通常位于ProjectName\bin\Debug。
要访问项目根文件夹中的文件，必须用..\..\上移两个目录，这在本章中很常见。
只要需要，就可以使用Directory.GetCurrentDirectory（）找出工作目录的当前设置，也可以使用Directory.SetCurrentDirectory（）设置新路径。
22.2.4FileStream对象
FileStream对象表示在磁盘或网络路径上指向文件的流。
这个类提供了在文件中读写字节的方法，但经常使用StreamReader或StreamWriter执行这些功能。
这是因为FileStream类操作的是字节和字节数组，而Stream类操作的是字符数据。
字符数据易于使用，但是有些操作，比如随机文件访问（访问文件中间某点的数据），就必须由FileStream对象执行，稍后对此进行介绍。
还有几种方法可以创建FileStream对象。
构造函数具有许多不同的重载版本，最简单的构造函数仅仅带有两个参数，即文件名和FileMode枚举值。
FileStreamaFile=newFileStream（filename,FileMode.Member）;
FileMode枚举有几个成员，规定了如何打开或创建文件。
稍后介绍这些枚举成员。
另一个常用的构造函数如下：
FileStreamaFile=newFileStream（filename,FileMode.Member,FileAccess.Member）;
第三个参数是FileAccess枚举的一个成员，它指定了流的作用。
FileAccess枚举的成员如表22-6所示。
表22-6
成员
说明
Read
打开文件，用于只读
Write
打开文件，用于只写
ReadWrite
打开文件，用于读写
对文件进行不是FileAccess枚举成员指定的操作会导致抛出异常。
此属性的作用是，基于用户的身份验证级别改变用户对文件的访问权限。
在FileStream构造函数不使用FileAccess枚举参数的版本中，使用默认值FileAccess.ReadWrite。
FileMode枚举成员如表22-7所示。
使用每个值会发生什么，取决于指定的文件名是否表示已有的文件。
注意这个表中的项表示创建流时该流指向文件中的位置，下一节将详细讨论这个主题。
除非特别说明，否则流就指向文件的开头。
表22-7
成员
文件存在
文件不存在
Append
打开文件，流指向文件的末尾，只能与枚举FileAccess.Write联合使用
创建一个新文件。
只能与枚举FileAccess.Write联合使用
Create
删除该文件，然后创建新文件
创建新文件
CreateNew
抛出异常
创建新文件
Open
打开现有的文件，流指向文件的开头
抛出异常
OpenOrCreate
打开文件，流指向文件的开头
创建新文件
Truncate
打开现有文件，清除其内容。
流指向文件的开头，保留文件的初始创建日期
抛出异常
File和FileInfo类都提供了OpenRead（）和OpenWrite（）方法，更易于创建FileStream对象。
前者打开了只读访问的文件，后者只允许写入文件。
这些都提供了快捷方式，因此不必以FileStream构造函数的参数形式提供前面所有的信息。
例如，下面的代码行打开了用于只读访问的Data.txt文件：
FileStreamaFile=File.OpenRead（"Data.txt"）;
注意下面的代码执行同样的功能：
FileInfoaFileInfo=newFileInfo（"Data.txt"）;
FileStreamaFile=aFile.OpenRead（）;
1.文件位置
FileStream类维护内部文件指针，该指针指向文件中进行下一次读写操作的位置。
在大多数情况下，当打开文件时，它就指向文件的开始位置，但是此指针可以修改。
这允许应用程序在文件的任何位置读写，随机访问文件，或直接跳到文件的特定位置上。
当处理大型文件时，这非常省时，因为马上可以定位到正确的位置。
实现此功能的方法是Seek（）方法，它有两个参数：
第一个参数规定文件指针以字节为单位的移动距离。
第二个参数规定开始计算的起始位置，用SeekOrigin枚举的一个值表示。
SeekOrigin枚举包含3个值：
Begin、Current和End。
例如，下面的代码行将文件指针移动到文件的第8个字节，其起始位置就是文件的第1个字节：
aFile.Seek（8,SeekOrigin.Begin）;
下面的代码行将指针从当前位置开始向前移动2个字节。
如果在上面的代码行之后执行下面的代码，文件指针就指向文件的第10个字节：
aFile.Seek（2,SeekOrigin.Current）;
注意读写文件时，文件指针也会改变。
在读取了10个字节之后，文件指针就指向被读取的第10个字节之后的字节。
也可以规定负查找位置，这可以与SeekOrigin.End枚举值一起使用，查找靠近文件末端的位置。
下面的代码会查找文件中倒数第5个字节：
aFile.Seek（–5,SeekOrigin.End）;
以这种方式访问的文件有时称为随机访问文件，因为应用程序可以访问文件中的任何位置。
稍后介绍的Stream类可以连续地访问文件，不允许以这种方式操作文件指针。
2.读取数据
使用FileStream类读取数据不像使用本章后面介绍的StreamReader类读取数据那样容易。
这是因为FileStream类只能处理原始字节（rawbyte）。
处理原始字节的功能使FileStream类可以用于任何数据文件，而不仅仅是文本文件。
通过读取字节数据，FileStream对象可以用于读取图像和声音的文件。
这种灵活性的代价是，不能使用FileStream类将数据直接读入字符串，而使用StreamReader类却可以这样处理。
但是有几种转换类可以很容易地将字节数组转换为字符数组，或者进行相反的操作。
FileStream.Read（）方法是从FileStream对象所指向的文件中访问数据的主要手段。
这个方法从文件中读取数据，再把数据写入一个字节数组。
它有三个参数：
第一个参数是传输进来的字节数组，用以接受FileStream对象中的数据。
第二个参数是字节数组中开始写入数据的位置。
它通常是0，表示从数组开端向文件中写入数据。
最后一个参数指定从文件中读出多少字节。
下面的示例演示了从随机访问文件中读取数据。
要读取的文件实际是为此示例创建的类文件。
试试看：
从随机访问文件中读取数据
（1）在目录C:
\BegVCSharp\Chapter22下创建一个新的控制台应用程序ReadFile。
（2）在Program.cs文件的顶部添加下面的using指令：
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Text;
usingSystem.IO;
（3）在Main（）方法中添加下面的代码：
staticvoidMain（string[]args）
{
byte[]byData=newbyte[100];
char[]charData=newChar[100];
try
{
FileStreamaFile=newFileStream（"../../Program.cs",FileMode.Open）;
aFile.Seek（135,SeekOrigin.Begin）;
aFile.Read（byData,0,200）;
}
catch（IOExceptione）
{
Console.WriteLine（"AnIOexceptionhasbeenthrown!
"）;
Console.WriteLine（e.ToString（））;
Console.ReadKey（）;
return;
}
Decoderd=Encoding.UTF8.GetDecoder（）;
d.GetChars（byData,0,byData.Length,charData,0）;
Console.WriteLine（charData）;
Console.ReadKey（）;
}
（4）运行应用程序。
结果如图22-2所示。
图22-2
示例的说明
此应用程序打开自己的.cs文件，用于读取。
它在下面的代码行中使用..字符串向上逐级导航两个目录，找到该文件：
FileStreamaFile=newFileStream（"../../Program.cs",FileMode.Open）;
下面两行代码实现查找工作，并从文件的具体位置读取字节：
aFile.Seek（135,SeekOrigin.Begin）;
aFile.Read（byData,0,200）;
第一行代码将文件指针移动到文件的第135个字节。
在Program.cs中，这是namespace的“n”；其前面的135个字符是using指令和相关的#region。
第二行将接下来的200个字节读入到byData字节数组中。
注意这两行代码封装在try…catch块中，以处理可能抛出的异常。
try
{
aFile.Seek（135,SeekOrigin.Begin）;
aFile.Read（byData,0,100）;
}
catch（IOExceptione）
{
Console.WriteLine（"AnIOexceptionhasbeenthrown!
"）;
Console.WriteLine（e.ToString（））;
Console.ReadKey（）;
return;
}
文件IO涉及到的所有操作都可以抛出类型为IOException的异常。
所有产品代码都必须包含错误处理，尤其是处理文件系统时更是如此。
本章的所有示例都具有错误处理的基本形式。
从文件中获取了字节数组后，就需要将其转换为字符数组，以便在控制台显示它。
为此，使用System.Text命名空间的Decoder类。
此类用于将原始字节转换为更有用的项，比如字符：
Decoderd=Encoding.UTF8.GetDecoder（）;
d.GetChars（byData,0,byData.Length,charData,0）;
这些代码基于UTF8编码模式创建了Decoder对象。
这就是Unicode编码模式。
然后调用GetChars（）方法，此方法提取字节数组，将它转换为字符数组。
完成之后，就可以将字符数组输出到控制台。
3.写入数据
向随机访问文件中写入数据的过程与从中读取数据非常类似。
首先需要创建一个字节数组；最简单的办法是首先构建要写入文件的字符数组。
然后使用Encoder对象将其转换为字节数组，其用法非常类似于Decoder。
最后调用Write（）方法，将字节数组传送到文件中。
下面构建一个简单的示例演示其过程。
试试看：
将数据写入随机访问文件
（1）在C:
\BegVCSharp\Chapter22目录下创建一个新的控制台应用程序WriteFile。
（2）如上所示，在Program.cs文件顶部添加下面的using指令：
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Text;
usingSystem.IO;
（3）在Main（）方法中添加下面的代码：
staticvoidMain（string[]args）
{
byte[]byData;
char[]charData;
try
{
FileStreamaFile=newFileStream（"Temp.txt",
升级会员 