流输入输出.docx

1、流输入输出22.1 流 在.NET Framework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

2、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

3、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D

4、irectoryInfo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.NET Framework很容易对文件系统事件作出响

5、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，

6、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。22.2.1 File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

7、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22.2.2 FileInfo类FileInfo类不像File类，它不是静态的，没有静态方法，仅

8、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：FileInfo aFile = new FileInfo(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FilesSyste

9、mInfo，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：FileInfo aFile = new FileInfo(Data.txt);if (aFile.Exists)Console.WriteLine(File Exists);if (File.Exists(Data.txt)Console.WriteLine(File Exists);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

10、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.NET Framework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

11、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

12、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

13、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。22.2.3 DirectoryInfo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

14、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

15、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:DevelopmentFileDemo目录上，并使用了相对路径LogFile.txt，该文件就表示C:Development FileDemoLogFile.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:DevelopmentLog.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Visual Stu

16、dio 2005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ProjectNamebin 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。22.2.4 FileStream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

17、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。FileStream aFile = new FileStream(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：FileS

18、tream aFile = new FileStream(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Fi

19、leAccess. 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Open

20、OrCreate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：FileStream aFile = File.OpenRead(Data.txt);注意下面的代码执行同样的功能：FileInfo aFi

21、leInfo = new FileInfo(Data.txt);FileStream aFile = 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

22、的一个值表示。Seek Origin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，

23、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(raw byte)。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

24、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

25、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:BegVCSharpChapter22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： using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using System.IO;(3) 在Main()方法中添加下面的代码：static void Main(string args)byte byData = new byte100;char charData =

26、 new Char100;tryFileStream aFile = new FileStream(././Program.cs,FileMode.Open);aFile.Seek(135,SeekOrigin.Begin);aFile.Read(byData,0,200);catch(IOException e)Console.WriteLine(An IO exception has been thrown!);Console.WriteLine(e.ToString();Console.ReadKey();return;Decoder d = Encoding.UTF8.GetDecod

27、er();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：FileStream aFile = new FileStream(././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,SeekOri

28、gin.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trycatch块中，以处理可能抛出的异常。tryaFile.Seek(135,SeekOrigin.Begin);aFile.Read(byData,0,100);catch(IOException e)Console.WriteLine(An IO exception has

29、been thrown!);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：Decoder d = Encoding.UTF8.GetDecoder();d.GetChars(byDat

30、a, 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:BegVCSharpChapter22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：using System;using System.Collections.Generic;using System.Text;using System.IO;(3) 在Main()方法中添加下面的代码：static void Main(string args)byte byData;char charData;tryFileStream aFile = new FileStream(Temp.txt,