C#文件讀寫及相關操作

首先介紹一下對文件讀寫的一些相關操作

文件讀寫相關類介紹

文件讀寫操作涉及的類主要是:

  • MarshalByRefObject 類:允許在支持遠程處理的應用程序中跨應用程序域邊界訪問對象;
  • BinaryReader 類:用特定的編碼將基元數據類型讀作二進制值。
  • BinaryWriter 類: 以二進制形式將基元類型寫入流,並支持用特定的編碼寫入字符串。
  • Stream 類: 提供字節序列的一般視圖。
  • FileStream類:公開以文件爲主的 Stream,既支持同步讀寫操作,也支持異步讀寫操作。
  • MemoryStream 類:創建其支持存儲區爲內存的流。
  • BufferedStream 類:給另一流上的讀寫操作添加一個緩衝層。
  • TextReader 類:表示可讀取連續字符系列的閱讀器。
  • TextWriter 類:表示可以編寫一個有序字符系列的編寫器。
  • StreamReader 類:實現一個 TextReader,使其以一種特定的編碼從字節流中讀取字符。
  • StreamWriter 類:實現一個 TextWriter,使其以一種特定的編碼向流中寫入字符。
  • StringReader 類:實現從字符串進行讀取的 TextReader。
  • StringWriter 類:實現一個用於將信息寫入字符串的 TextWriter。該信息存儲在基礎 StringBuilder 中。

在使用它們之前最好能瞭解它們的繼承關係,有助於作出最合適的選擇。

另外還要注意一下 FileInfo 和 File 類的一些方法,如 Create,CreateText,Open 等,有時也會帶來方便。這些類的內容比較繁多,更多內容還請參考MSDN。

一些常見的問題及其解決方案

問題 1:如何讀寫文本文件(並考慮不同的編碼類型)

解決方案:

創建一個 FileStream 對象用以引用該文件。要寫入文件,將 FileStream 對象封裝在 StreamWriter 對象中,使用其重載了的 Write 方法;要讀取文件,將 FileStream 對象封裝在 StreamReader 對象中,使用其 Read 或 ReadLine 方法;

.NET Framework 允許通過 StreamWriter 和 StreamReader 類操作任何流來讀寫文本文件。當使用 StreamWriter 類寫入數據時,調用它的 Write 方法,該方法在重載後可以支持所有常見的 C# 數據類型,包括字符串、字符、整數、浮點數以及十進制數等。但 Write 方法總會將的得到的數據轉換爲文本,如果希望將這些文本轉換回原來的數據類型,應使用 WriteLine 方法,以確保每個值都處於單獨的一行上。

字符串的表現形式取決於你使用的編碼,最常見的編碼類型包括下面幾種:ASCII,UTF-16,UTF-7,UTF-8。

.NET Framework 在 System.Text 命名空間中爲每種編碼類型提供了一個類。在使用 StreamWriter 和 StreamReader 類時,可以指定需要的編碼類型,或者使用默認的 UTF-8。

而在讀取文本文件時,則要使用 StreamReader 類的 Read 或 ReadLine 方法。Read 方法讀取單個字符或者指定個數的字符,返回類型爲字符或字符數組;ReadLine 方法則返回包含整行內容的字符串;ReadToEnd 方法從當前位置讀取至流的結尾。

寫入文本文件的示例:

using (FileStream fs = new FileStream(fileName, FileMode.Create))
{
    // 創建一個 StreamWriter 對象,使用 UTF-8 編碼格式
    using (StreamWriter writer = new StreamWriter(fs, Encoding.UTF8))
    {
        // 分別寫入十進制數,字符串和字符類型的數據
        writer.WriteLine(123.45M);
        writer.WriteLine("String Data");
        writer.WriteLine('A');
    }
}

讀取文本文件的示例:

// 以只讀模式打開一個文本文件
using (FileStream fs = new FileStream(fileName, FileMode.Open))
{
    using (StreamReader reader = new StreamReader(fs, Encoding.UTF8))
    {
        string text = string.Empty;
        
        while(!reader.EndOfStream)
        {
            text = reader.ReadLine();
            txtMessage.Text += text + Environment.NewLine;
        }
    }
}

問題 2:如何讀寫二進制文件(使用強數據類型)

解決方案:

創建一個 FileStream 對象用以引用該文件。要寫入文件,將 FileStream 對象封裝在 BinaryWriter 對象中,使用其重載了的 Write 方法;要讀取文件,將 FileStream 對象封裝在 BinaryReader 對象中,使用相應數據類型的 Read 方法。

.NET Framework 允許通過 BinaryWriter 和 BinaryReader 類操作任何流來讀寫二進制數據。當使用 BinaryWriter 類寫入數據時,調用它的 Write 方法,該方法在重載後可以支持所有常見的 C# 數據類型,包括字符串、字符、整數、浮點數以及十進制數等,然後數據會被編碼爲一系列字節寫入文件,也可以配置該過程中的編碼類型。

在使用二進制文件時,一定要特別注意其中的數據類型。當你讀取數據時,一定要使用 BinaryReader 類的某種強類型的 Read 方法。例如,要讀取字符串,要使用 ReadString 方法。(BinaryWriter 在寫入二進制文件時總會記錄字符串的長度以避免任何可能的錯誤)

寫入文件的示例:

using (FileStream fs = new FileStream(fileName, FileMode.Create))
{
    using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(fs))
    {
        // 寫入十進制數,字符串和字符
        writer.Write(234.56M);
        writer.Write("String");
        writer.Write('!');
    }
}

讀取文件的示例:

// 以只讀模式打開一個二進制文件
using (FileStream fs = new FileStream(fileName, FileMode.Open))
{
    using (StreamReader sr = new StreamReader(fs))
    {
        MessageBox.Show("全部數據:" + sr.ReadToEnd());
        
        fs.Position = 0;
        using (BinaryReader reader = new BinaryReader(fs))
        {
            // 選用合適的數據類型讀取數據
            string message = reader.ReadDecimal().ToString() + Environment.NewLine;
            message += reader.ReadString() + Environment.NewLine;
            message += reader.ReadChar().ToString();
            MessageBox.Show(message);
        }
    }
}

問題 3:如何異步讀取文件

解決方案:

有時你需要讀取一個文件但又不希望影響程序的執行。常見的情況是讀取一個存儲在網絡驅動器上的文件。

FileStream 提供了對異步操作的基本支持,即它的 BeginRead 和 EndRead 方法。使用這些方法,可以在 .NET Framework 線程池提供的線程中讀取一個數據塊,而無須直接與 System.Threading 命名空間中的線程類打交道。

採用異步方式讀取文件時,可以選擇每次讀取數據的大小。根據情況的不同,你可能會每次讀取很小的數據(比如,你要將數據逐塊拷貝至另一個文件),也可能是一個相對較大的數據(比如,在程序邏輯開始之前需要一定數量的數據)。在調用 BeginRead 時指定要讀取數據塊的大小,同時傳入一個緩衝區(buffer)以存放數據。因爲 BeginRead 和 EndRead 需要訪問很多相同的信息,如 FileStream,buffer,數據塊大小等,因此將這些內容封裝一個單獨的類當中是一個好主意。

下面這個類就是一個簡單的示例。AsyncProcessor 類提供了 StartProcess 方法,調用它開始讀取,每次讀取操作結束,OnCompletedRead 回調函數會被觸發,此時可以處理數據,如果還有剩餘數據,則開始一個新的讀取操作。默認情況下,AsyncProcessor 類每次讀取 2KB 數據。

寫入文件的示例:

using (FileStream fs = new FileStream(fileName, FileMode.Create))
{
    using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(fs))
    {
        // 寫入十進制數,字符串和字符
        writer.Write(234.56M);
        writer.Write("String");
        writer.Write('!');
    }
}
    
class AsyncProcessor
{
    private Stream inputStream;
    
    // 每次讀取塊的大小
    private int bufferSize = 2048;
    
    public int BufferSize
    {
        get { return bufferSize; }
        set { bufferSize = value; }
    }
    
    // 容納接收數據的緩存
    private byte[] buffer;
    
    public AsyncProcessor(string fileName)
    {
        buffer = new byte[bufferSize];
        
        // 打開文件,指定參數爲 true 以提供對異步操作的支持
        inputStream = new FileStream(fileName, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read, bufferSize, true);
    }
    
    public void StartProcess()
    {
        // 開始異步讀取文件,填充緩存區
        inputStream.BeginRead(buffer, 0, buffer.Length, OnCompletedRead, null);
    }
    
    private void OnCompletedRead(IAsyncResult asyncResult)
    {
        // 已經異步讀取一個 塊 ,接收數據
        int bytesRead = inputStream.EndRead(asyncResult);
        
        // 如果沒有讀取任何字節,則流已達文件結尾
        if (bytesRead > 0)
        {
            // 暫停以模擬對數據塊的處理
            Debug.WriteLine("   異步線程:已讀取一塊");
            Thread.Sleep(TimeSpan.FromMilliseconds(20));
            
            // 開始讀取下一塊
            inputStream.BeginRead(buffer, 0, buffer.Length, OnCompletedRead, null);
        }
        else
        {
            // 結束操作
            Debug.WriteLine("   異步線程:讀取文件結束");
            inputStream.Close();
        }
    }
}

使用該類時可以這麼寫:

// 開始在另一線程中異步讀取文件
AsyncProcessor asyncIO = new AsyncProcessor("test.txt");
asyncIO.StartProcess();

// 在主程序中,做其它事情,這裏簡單地循環 10 秒
DateTime startTime = DateTime.Now;
while (DateTime.Now.Subtract(startTime).TotalSeconds < 10)
{
    Debug.WriteLine("主程序:正在進行");
    // 暫停線程以模擬耗時的操作
    Thread.Sleep(TimeSpan.FromMilliseconds(100));
}

Debug.WriteLine("主程序:已完成");

問題 4:如何創建臨時文件

解決方案:

有時需要在特定用戶的臨時目錄下創建一個臨時文件,這要求該文件具有唯一的名稱,避免與其它程序生成的臨時文件相沖突。我們會有多種選擇。最簡單的是,在程序所在目錄內使用 GUID 或時間戳加上隨機值作爲文件名稱。但 Path 類提供的方法還是可以爲你節省工作量,這就是它的靜態 GetTempFileName 方法,它在當前用戶的臨時目錄下創建一個臨時文件(文件名稱一定是唯一的),臨時目錄通常類似於這樣:C:/Documents and Settings/[username]/Local Settings/Temp。

string tempFile = Path.GetTempFileName();

using (FileStream fs = new FileStream(tempFile, FileMode.Open))
{
    using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(fs))
    {
        // 寫入數據
        writer.Write("臨時文件信息");
    }
}
   
// 最後刪除臨時文件
File.Delete(tempFile);

問題 5:如何獲得隨機文件名

解決方案:

使用 Path.GetRandomFileName 方法,它與 GetTempFileName 方法的不同之處在於它僅僅返回一個字符串但不會創建文件。

問題 6:監視文件系統的變化

解決方案:

如果指定路徑內的文件發生改變(比如文件被修改或創建),你希望能對此作出反應。

如果程序與其它多個程序或業務處理相關,常常需要創建一個程序,並且只有文件系統發生變化時它才處於活動狀態。你可以創建一個這樣的程序,讓它定期區檢測指定目錄,此時會發現有件事情讓你苦惱:檢測得越頻繁,就會浪費越多的系統資源;而檢測得越少,那麼檢測到變化的時間就會越長。

這時可以使用 FileSystemWatcher 組件,指定要進行監視的目錄或文件,並處理其 Created,Deleted,Renamed,Changed 事件。

要使用 FileSystemWatcher 組件,首先要創建它的一個實例,然後設置下列屬性:

  • Path:指定要監視的目錄;
  • Filter:指定要監視的文件類型,如“*.txt”;
  • NotifyFilter:指定要監視的變化類型;
  • FileSystemWatcher會引發四個關鍵的事件:Created,Deleted,Renamed,Changed。這些事件都在其 FileSystemEventArgs 參數中提供了相關文件的信息:如文件名,路徑,改變類型,Renamed 事件中還可以瞭解到改變前的文件名和路徑。如果要禁用這些事件,則將它的 EnableRaisingEvents 屬性設置爲 false。Created,Deleted,Renamed 三個事件比較容易處理,但 Changed 事件就得當心了,你需要設置它的 NotifyFilter 屬性以指示監視那些類型的變化。否則,程序會在文件被修改時淹沒在不斷髮生的事件中(緩存區溢出)。
// 設置相關屬性
watcher.Path = appPath;
watcher.Filter = "*.txt";
watcher.IncludeSubdirectories = true;
   
// 添加事件處理函數
watcher.Created += new FileSystemEventHandler(OnChanged);
watcher.Deleted += new FileSystemEventHandler(OnChanged);
watcher.Changed += new FileSystemEventHandler(OnChanged);
watcher.Renamed += new RenamedEventHandler(OnRenamed);
    
    
void OnRenamed(object sender, RenamedEventArgs e)
{
    string renamedFormat = "File: {0} 被重命名爲 :{1}";
    txtChangedInfo.Text = string.Format(renamedFormat, e.OldFullPath, e.FullPath);
}

void OnChanged(object sender, FileSystemEventArgs e)
{
    // 顯示通知信息
    txtChangedInfo.Text = "文件: " + e.FullPath + "發生改變" + Environment.NewLine;
    txtChangedInfo.Text += "改變類型: " + e.ChangeType.ToString();
}

問題 7:如何使用獨立存儲文件

解決方案:

有時你需要將數據存儲在文件中,但對本地硬盤驅動器卻沒有必要的權限(FileIOPermission)。這時要用到 System.IO.IsolatedStorage 命名空間中的類,這些類允許你的程序在特定用戶的目錄下將數據寫入文件而不需要直接訪問硬盤驅動器的權限。

// 創建當前用戶的獨立存儲
using (IsolatedStorageFile store = IsolatedStorageFile.GetUserStoreForAssembly())
{
    // 創建一個文件夾
    store.CreateDirectory("MyFolder");
    
    // 創建一個獨立存儲文件
    using (Stream fs = new IsolatedStorageFileStream("MyFile.txt", FileMode.Create, store))
    {
        StreamWriter writer = new StreamWriter(fs);
        writer.WriteLine("Test Line!");
        writer.Flush();
    }
    
    Debug.WriteLine("當前大小:" + store.CurrentSize.ToString() + Environment.NewLine);
    Debug.WriteLine("範圍:" + store.Scope.ToString() + Environment.NewLine);
    string[] files = store.GetFileNames("*.*");
    if (files.Length > 0)
    {
        Debug.WriteLine("當前文件:" + Environment.NewLine);
        foreach (string file in files)
        {
            Debug.WriteLine(file + Environment.NewLine);
        }
    }
}
下面介紹一下對文件的一些相關操作
       System.IO.File類和System.IO.FileInfo類主要提供有關文件的各種操作,在使用時需要引用System.IO命名空間。下面通過程序實例來介紹其主要屬性和方法。
    (1) 文件打開方法:File.Open ()
  該方法的聲明如下:
public static FileStream Open(string path,FileMode mode)
  下面的代碼打開存放在c:/tempuploads目錄下名稱爲newFile.txt文件,並在該文件中寫入hello。
private void OpenFile()
{
 FileStream.TextFile=File.Open(@"c:/tempuploads/newFile.txt",FileMode.Append);
 byte [] Info = {(byte)'h',(byte)'e',(byte)'l',(byte)'l',(byte)'o'};
 TextFile.Write(Info,0,Info.Length);
 TextFile.Close();
}
  (2) 文件創建方法:File.Create()
  該方法的聲明如下:
public static FileStream Create(string path;)
  下面的代碼演示如何在c:/tempuploads下創建名爲newFile.txt的文件。
  由於File.Create方法默認向所有用戶授予對新文件的完全讀/寫訪問權限,所以文件是用讀/寫訪問權限打開的,必須關閉後才能由其他應用程序打開。爲此,所以需要使用FileStream類的Close方法將所創建的文件關閉。
private void MakeFile()
{  
    FileStream NewText=File.Create(@"c:/tempuploads/newFile.txt");
 NewText.Close();
} 
        (3) 文件刪除方法:File.Delete()
  該方法聲明如下:
public static void Delete(string path);
  下面的代碼演示如何刪除c:/tempuploads目錄下的newFile.txt文件。
private void DeleteFile()
{
 File.Delete(@"c:/tempuploads/newFile.txt");
}
  (4) 文件複製方法:File.Copy ()
  該方法聲明如下:
public static void Copy(string sourceFileName,string destFileName,bool overwrite);
  下面的代碼將c:/tempuploads/newFile.txt複製到c:/tempuploads/BackUp.txt。
  由於Cope方法的OverWrite參數設爲true,所以如果BackUp.txt文件已存在的話,將會被複制過去的文件所覆蓋。
private void CopyFile()
{
 File.Copy(@"c:/tempuploads/newFile.txt",@"c:/tempuploads/BackUp.txt",true);
}
  (5) 文件移動方法:File.Move ()
  該方法聲明如下:
public static void Move(string sourceFileName,string destFileName);
  下面的代碼可以將c:/tempuploads下的BackUp.txt文件移動到c盤根目錄下。
  注意:
  只能在同一個邏輯盤下進行文件轉移。如果試圖將c盤下的文件轉移到d盤,將發生錯誤。
private void MoveFile()
{
 File.Move(@"c:/tempuploads/BackUp.txt",@"c:/BackUp.txt");
}
    (6) 設置文件屬性方法:File.SetAttributes()
  該方法聲明如下:
public static void SetAttributes(string path,FileAttributes fileAttributes);
  下面的代碼可以設置文件c:/tempuploads/newFile.txt的屬性爲只讀、隱藏。
private void SetFile()
{
 File.SetAttributes(@"c:/tempuploads/newFile.txt",
 FileAttributes.ReadOnly|FileAttributes.Hidden);
}
  文件除了常用的只讀和隱藏屬性外,還有Archive(文件存檔狀態),System(系統文件),Temporary(臨時文件)等。關於文件屬性的詳細情況請參看MSDN中FileAttributes的描述。
  (7) 判斷文件是否存在的方法:File.Exist ()
  該方法聲明如下:
public static bool Exists(string path);
  下面的代碼判斷是否存在c:/tempuploads/newFile.txt文件。若存在,先複製該文件,然後其刪除,最後將複製的文件移動;若不存在,則先創建該文件,然後打開該文件並進行寫入操作,最後將文件屬性設爲只讀、隱藏。
if(File.Exists(@"c:/tempuploads/newFile.txt")) //判斷文件是否存在
{
 CopyFile(); //複製文件
 DeleteFile(); //刪除文件
 MoveFile(); //移動文件
}
else
{
 MakeFile(); //生成文件
 OpenFile(); //打開文件
 SetFile(); //設置文件屬性
}
  此外,File類對於Text文本提供了更多的支持。
  · AppendText:將文本追加到現有文件
  · CreateText:爲寫入文本創建或打開新文件
  · OpenText:打開現有文本文件以進行讀取
  但上述方法主要對UTF-8的編碼文本進行操作,從而顯得不夠靈活。在這裏推薦讀者使用下面的代碼對txt文件進行操作。
  · 對txt文件進行“讀”操作,示例代碼如下:
StreamReader TxtReader = new StreamReader(@"c:/tempuploads/newFile.txt",System.Text.Encoding.Default);
string FileContent;
FileContent = TxtReader.ReadEnd();
TxtReader.Close();
  · 對txt文件進行“寫”操作,示例代碼如下:
StreamWriter = new StreamWrite(@"c:/tempuploads/newFile.txt",System.Text.Encoding.Default);
string FileContent;
TxtWriter.Write(FileContent);
TxtWriter.Close();
  System.IO.Directory類和System.DirectoryInfo類
  主要提供關於目錄的各種操作,使用時需要引用System.IO命名空間。下面通過程序實例來介紹其主要屬性和方法。
  (1) 目錄創建方法:Directory.CreateDirectory ()
  該方法聲明如下:
public static DirectoryInfo CreateDirectory(string path);
  下面的代碼演示在c:/tempuploads文件夾下創建名爲NewDirectory的目錄。
private void MakeDirectory()
{
 Directory.CreateDirectory(@"c:/tempuploads/NewDirectoty");
}
  (2) 目錄屬性設置方法:DirectoryInfo.Atttributes ()
  下面的代碼設置c:/tempuploads/NewDirectory目錄爲只讀、隱藏。與文件屬性相同,目錄屬性也是使用FileAttributes來進行設置的。
private void SetDirectory()
{
 DirectoryInfo NewDirInfo = new DirectoryInfo(@"c:/tempuploads/NewDirectoty");
 NewDirInfo.Atttributes = FileAttributes.ReadOnly|FileAttributes.Hidden;
}
  (3) 目錄刪除方法:Directory.Delete ()
  該方法聲明如下:
public static void Delete(string path,bool recursive);
  下面的代碼可以將c:/tempuploads/BackUp目錄刪除。Delete方法的第二個參數爲bool類型,它可以決定是否刪除非空目錄。如果該參數值爲true,將刪除整個目錄,即使該目錄下有文件或子目錄;若爲false,則僅當目錄爲空時纔可刪除。
private void DeleteDirectory()
{
 Directory.Delete(@"c:/tempuploads/BackUp",true);
}
  (4) 目錄移動方法:Directory.Move ()
  該方法聲明如下:
public static void Move(string sourceDirName,string destDirName);
  下面的代碼將目錄c:/tempuploads/NewDirectory移動到c:/tempuploads/BackUp。
private void MoveDirectory()
{
 File.Move(@"c:/tempuploads/NewDirectory",@"c:/tempuploads/BackUp");
}
  (5) 獲取當前目錄下的所有子目錄方法:Directory.GetDirectories()
  該方法聲明如下:
public static string[] GetDirectories(string path;);
  下面的代碼讀出c:/tempuploads/目錄下的所有子目錄,並將其存儲到字符串數組中。
private void GetDirectory()
{
 string [] Directorys;
 Directorys = Directory. GetDirectories (@"c:/tempuploads");
}
  (6) 獲取當前目錄下的所有文件方法:Directory.GetFiles()
  該方法聲明如下:
public static string[] GetFiles(string path;);
  下面的代碼讀出c:/tempuploads/目錄下的所有文件,並將其存儲到字符串數組中。
private void GetFile()
{
 string [] Files;
 Files = Directory. GetFiles (@"c:/tempuploads",);
}
  (7) 判斷目錄是否存在方法:Directory.Exist()
  該方法聲明如下:
public static bool Exists(
 string path;
);
  下面的代碼判斷是否存在c:/tempuploads/NewDirectory目錄。若存在,先獲取該目錄下的子目錄和文件,然後其移動,最後將移動後的目錄刪除。若不存在,則先創建該目錄,然後將目錄屬性設爲只讀、隱藏
if(File.Exists(@"c:/tempuploads/NewDirectory")) //判斷目錄是否存在
{
 GetDirectory(); //獲取子目錄
 GetFile(); //獲取文件
 MoveDirectory(); //移動目錄
 DeleteDirectory(); //刪除目錄
}
else
{
 MakeDirectory(); //生成目錄
 SetDirectory(); //設置目錄屬性
}
  注意:
  路徑有3種方式,當前目錄下的相對路徑、當前工作盤的相對路徑、絕對路徑。以C:/Tmp/Book爲例(假定當前工作目錄爲C:/Tmp)。“Book”,“/Tmp/Book”,“C:/Tmp/Book”都表示C:/Tmp/Book。
  另外,在C#中 “/”是特殊字符,要表示它的話需要使用“//”。由於這種寫法不方便,C#語言提供了@對其簡化。只要在字符串前加上@即可直接使用“/”。所以上面的路徑在C#中應該表示爲“Book”,@“/Tmp/Book”,@“C:/Tmp/Book”。
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