C# FileStream文件讀寫詳解
FileStream對象表示在磁盤或網(wǎng)絡(luò)路徑上指向文件的流。這個類提供了在文件中讀寫字節(jié)的方法，但經(jīng)常使用StreamReader或StreamWriter執(zhí)行這些功能。這是因為FileStream類操作的是字節(jié)和字節(jié)數(shù)組，而Stream類操作的是字符數(shù)據(jù)。字符數(shù)據(jù)易于使用，但是有些操作，比如隨機文件訪問(訪問文件中間某點的數(shù)據(jù))，就必須由FileStream對象執(zhí)行，稍后對此進(jìn)行介紹。
還有幾種方法可以創(chuàng)建FileStream對象。構(gòu)造函數(shù)具有許多不同的重載版本，最簡單的構(gòu)造函數(shù)僅僅帶有兩個參數(shù)，即文件名和FileMode枚舉值。
FileStream aFile = new FileStream(filename, FileMode.Member);
FileMode枚舉有幾個成員，規(guī)定了如何打開或創(chuàng)建文件。稍后介紹這些枚舉成員。另一個常用的構(gòu)造函數(shù)如下：
FileStream aFile = new FileStream(filename, FileMode.Member, FileAccess. Member);
第三個參數(shù)是FileAccess枚舉的一個成員，它指定了流的作用。FileAccess枚舉的成員如表22-6所示。
表 22-6
| 成員 | 說明 |
|---|---|
| Read | 打開文件，用于只讀 |
| Write | 打開文件，用于只寫 |
| ReadWrite | 打開文件，用于讀寫 |
對文件進(jìn)行不是FileAccess枚舉成員指定的操作會導(dǎo)致拋出異常。此屬性的作用是，基于用戶的身份驗證級別改變用戶對文件的訪問權(quán)限。
在FileStream構(gòu)造函數(shù)不使用FileAccess枚舉參數(shù)的版本中，使用默認(rèn)值FileAccess. ReadWrite。
FileMode枚舉成員如表22-7所示。使用每個值會發(fā)生什么，取決于指定的文件名是否表示已有的文件。注意這個表中的項表示創(chuàng)建流時該流指向文件中的位置，下一節(jié)將詳細(xì)討論這個主題。除非特別說明，否則流就指向文件的開頭。
表 22-7
| 成員 | 文件存在 | 文件不存在 |
|---|---|---|
| Append | 打開文件，流指向文件的末尾，只能與枚舉FileAccess.Write聯(lián)合使用 | 創(chuàng)建一個新文件。只能與枚舉FileAccess.Write聯(lián)合使用 |
| Create | 刪除該文件，然后創(chuàng)建新文件 | 創(chuàng)建新文件 |
| CreateNew | 拋出異常 | 創(chuàng)建新文件 |
| Open | 打開現(xiàn)有的文件，流指向文件的開頭 | 拋出異常 |
| OpenOrCreate | 打開文件，流指向文件的開頭 | 創(chuàng)建新文件 |
| Truncate | 打開現(xiàn)有文件，清除其內(nèi)容。流指向文件的開頭，保留文件的初始創(chuàng)建日期 | 拋出異常 |
File和FileInfo類都提供了OpenRead()和OpenWrite()方法，更易于創(chuàng)建FileStream對象。前者打開了只讀訪問的文件，后者只允許寫入文件。這些都提供了快捷方式，因此不必以FileStream構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)形式提供前面所有的信息。例如，下面的代碼行打開了用于只讀訪問的Data.txt文件：
FileStream aFile = File.OpenRead("Data.txt");
注意下面的代碼執(zhí)行同樣的功能：
FileInfo aFileInfo = new FileInfo("Data.txt");
FileStream aFile = aFile.OpenRead();
1. 文件位置
FileStream類維護(hù)內(nèi)部文件指針，該指針指向文件中進(jìn)行下一次讀寫操作的位置。在大多數(shù)情況下，當(dāng)打開文件時，它就指向文件的開始位置，但是此指針可以修改。這允許應(yīng)用程序在文件的任何位置讀寫，隨機訪問文件，或直接跳到文件的特定位置上。當(dāng)處理大型文件時，這非常省時，因為馬上可以定位到正確的位置。
實現(xiàn)此功能的方法是Seek()方法，它有兩個參數(shù)：第一個參數(shù)規(guī)定文件指針以字節(jié)為單位的移動距離。第二個參數(shù)規(guī)定開始計算的起始位置，用SeekOrigin枚舉的一個值表示。Seek Origin枚舉包含3個值：Begin、Current和End。
例如，下面的代碼行將文件指針移動到文件的第8個字節(jié)，其起始位置就是文件的第1個字節(jié)：
aFile.Seek(8,SeekOrigin.Begin);
下面的代碼行將指針從當(dāng)前位置開始向前移動2個字節(jié)。如果在上面的代碼行之后執(zhí)行下面的代碼，文件指針就指向文件的第10個字節(jié)：
aFile.Seek(2,SeekOrigin.Current);
注意讀寫文件時，文件指針也會改變。在讀取了10個字節(jié)之后，文件指針就指向被讀取的第10個字節(jié)之后的字節(jié)。
也可以規(guī)定負(fù)查找位置，這可以與SeekOrigin.End枚舉值一起使用，查找靠近文件末端的位置。下面的代碼會查找文件中倒數(shù)第5個字節(jié)：
aFile.Seek(–5, SeekOrigin.End);
以這種方式訪問的文件有時稱為隨機訪問文件，因為應(yīng)用程序可以訪問文件中的任何位置。稍后介紹的Stream類可以連續(xù)地訪問文件，不允許以這種方式操作文件指針。
2. 讀取數(shù)據(jù)
使用FileStream類讀取數(shù)據(jù)不像使用本章后面介紹的StreamReader類讀取數(shù)據(jù)那樣容易。這是因為FileStream類只能處理原始字節(jié)(raw byte)。處理原始字節(jié)的功能使FileStream類可以用于任何數(shù)據(jù)文件，而不僅僅是文本文件。通過讀取字節(jié)數(shù)據(jù)，F(xiàn)ileStream對象可以用于讀取圖像和聲音的文件。這種靈活性的代價是，不能使用FileStream類將數(shù)據(jù)直接讀入字符串，而使用StreamReader類卻可以這樣處理。但是有幾種轉(zhuǎn)換類可以很容易地將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為字符數(shù)組，或者進(jìn)行相反的操作。
FileStream.Read()方法是從FileStream對象所指向的文件中訪問數(shù)據(jù)的主要手段。這個方法從文件中讀取數(shù)據(jù)，再把數(shù)據(jù)寫入一個字節(jié)數(shù)組。它有三個參數(shù)：第一個參數(shù)是傳輸進(jìn)來的字節(jié)數(shù)組，用以接受FileStream對象中的數(shù)據(jù)。第二個參數(shù)是字節(jié)數(shù)組中開始寫入數(shù)據(jù)的位置。它通常是0，表示從數(shù)組開端向文件中寫入數(shù)據(jù)。最后一個參數(shù)指定從文件中讀出多少字節(jié)。
下面的示例演示了從隨機訪問文件中讀取數(shù)據(jù)。要讀取的文件實際是為此示例創(chuàng)建的類文件。
試試看：從隨機訪問文件中讀取數(shù)據(jù)
(1) 在目錄C:\BegVCSharp\Chapter22下創(chuàng)建一個新的控制臺應(yīng)用程序ReadFile。
(2) 在Program.cs文件的頂部添加下面的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碼：
static void Main(string[] args)
{
byte[] byData = new byte[200];
char[] charData = new Char[200];
try
{
FileStream aFile = new FileStream("E:\\Workplace\\TestSolution\\Test.ConsoleApplication\\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.GetDecoder();
d.GetChars(byData, 0, byData.Length, charData, 0);
Console.WriteLine(charData);
Console.ReadKey();
}
(4) 運行應(yīng)用程序。結(jié)果如圖22-2所示。
圖 22-2
示例的說明
此應(yīng)用程序打開自己的.cs文件，用于讀取。它在下面的代碼行中使用..字符串向上逐級導(dǎo)航兩個目錄，找到該文件：
FileStream aFile = new FileStream("E:\\Workplace\\TestSolution\\Test.ConsoleApplication\\Program.cs",FileMode.Open);
下面兩行代碼實現(xiàn)查找工作，并從文件的具體位置讀取字節(jié)：
aFile.Seek(135,SeekOrigin.Begin);
aFile.Read(byData,0,200);
第一行代碼將文件指針移動到文件的第135個字節(jié)。在Program.cs中，這是namespace的 “n”；其前面的135個字符是using指令和相關(guān)的#region。第二行將接下來的200個字節(jié)讀入到byData字節(jié)數(shù)組中。
注意這兩行代碼封裝在try…catch塊中，以處理可能拋出的異常。
try
{
aFile.Seek(135,SeekOrigin.Begin);
aFile.Read(byData,0,100);
}
catch(IOException e)
{
Console.WriteLine("An IO exception has been thrown!");
Console.WriteLine(e.ToString());
Console.ReadKey();
return;
}
文件IO涉及到的所有操作都可以拋出類型為IOException的異常。所有產(chǎn)品代碼都必須包含錯誤處理，尤其是處理文件系統(tǒng)時更是如此。本章的所有示例都具有錯誤處理的基本形式。
從文件中獲取了字節(jié)數(shù)組后，就需要將其轉(zhuǎn)換為字符數(shù)組，以便在控制臺顯示它。為此，使用System.Text命名空間的Decoder類。此類用于將原始字節(jié)轉(zhuǎn)換為更有用的項，比如字符：
Decoder d = Encoding.UTF8.GetDecoder();
d.GetChars(byData, 0, byData.Length, charData, 0);
這些代碼基于UTF8編碼模式創(chuàng)建了Decoder對象。這就是Unicode編碼模式。然后調(diào)用GetChars()方法，此方法提取字節(jié)數(shù)組，將它轉(zhuǎn)換為字符數(shù)組。完成之后，就可以將字符數(shù)組輸出到控制臺。
3. 寫入數(shù)據(jù)
向隨機訪問文件中寫入數(shù)據(jù)的過程與從中讀取數(shù)據(jù)非常類似。首先需要創(chuàng)建一個字節(jié)數(shù)組；最簡單的辦法是首先構(gòu)建要寫入文件的字符數(shù)組。然后使用Encoder對象將其轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組，其用法非常類似于Decoder。最后調(diào)用Write()方法，將字節(jié)數(shù)組傳送到文件中。
下面構(gòu)建一個簡單的示例演示其過程。
試試看：將數(shù)據(jù)寫入隨機訪問文件
(1) 在C:\BegVCSharp\Chapter22目錄下創(chuàng)建一個新的控制臺應(yīng)用程序WriteFile。
(2) 如上所示，在Program.cs文件頂部添加下面的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碼：
static void Main(string[] args)
{
byte[] byData;
char[] charData;
try
{
FileStream aFile = new FileStream("Temp.txt", FileMode.Create);
charData = "My pink half of the drainpipe.".ToCharArray();
byData = new byte[charData.Length];
Encoder e = Encoding.UTF8.GetEncoder();
e.GetBytes(charData, 0, charData.Length, byData, 0, true);
// Move file pointer to beginning of file.
aFile.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
aFile.Write(byData, 0, byData.Length);
}
catch (IOException ex)
{
Console.WriteLine("An IO exception has been thrown!");
Console.WriteLine(ex.ToString());
Console.ReadKey();
return;
}
}
(4) 運行該應(yīng)用程序。稍后就將其關(guān)閉。
(5) 導(dǎo)航到應(yīng)用程序目錄 —— 在目錄中已經(jīng)保存了文件，因為我們使用了相對路徑。目錄位于WriteFile\bin\Debug文件夾。打開Temp.txt文件?？梢栽谖募锌吹饺鐖D22-3所示的文本。
圖 22-3
示例的說明
此應(yīng)用程序在自己的目錄中打開文件，并在文件中寫入了一個簡單的字符串。在結(jié)構(gòu)上這個示例非常類似于前面的示例，只是用Write()代替了Read()，用Encoder代替了Decoder。
下面的代碼行使用String類的ToCharArray()靜態(tài)方法，創(chuàng)建了字符數(shù)組。因為C#中的所有事物都是對象，文本“My pink half of the drainpipe.”實際上是一個String對象，所以甚至可以在字符串上調(diào)用這些靜態(tài)方法。
CharData = " My pink half of the drainpipe. ".ToCharArray();
下面的代碼行顯示了如何將字符數(shù)組轉(zhuǎn)換為FileStream對象需要的正確字節(jié)數(shù)組。
Encoder e = Endoding.UTF8.GetEncoder();
e.GetBytes(charData,0,charData.Length, byData,0,true);
這次，要基于UTF8編碼方法來創(chuàng)建Encoder對象。也可以將Unicode用于解碼。這里在寫入流之前，需要將字符數(shù)據(jù)編碼為正確的字節(jié)格式。在GetBytes()方法中可以完成這些工作，它可以將字符數(shù)組轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組，并將字符數(shù)組作為第一個參數(shù)(本例中的charData)，將該數(shù)組中起始位置的下標(biāo)作為第二個參數(shù)(0表示數(shù)組的開頭)。第三個參數(shù)是要轉(zhuǎn)換的字符數(shù)量(charData.Length，charData數(shù)組中的元素個數(shù))。第四個參數(shù)是在其中置入數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)組(byData)，第五個參數(shù)是在字節(jié)數(shù)組中開始寫入位置的下標(biāo)(0表示byData數(shù)組的開頭)。
最后一個參數(shù)決定在結(jié)束后Encoder對象是否應(yīng)該更新其狀態(tài)，即Encoder對象是否仍然保留它原來在字節(jié)數(shù)組中的內(nèi)存位置。這有助于以后調(diào)用Encoder對象，但是當(dāng)只進(jìn)行單一調(diào)用時，這就沒有什么意義。最后對Encoder的調(diào)用必須將此參數(shù)設(shè)置為true，以清空其內(nèi)存，釋放對象，用于垃圾回收。
之后，使用Write()方法向FileStream寫入字節(jié)數(shù)組就非常簡單：
aFile.Seek(0,SeekOrigin.Begin);
aFile.Write(byData,0,byData.Length);
與Read()方法一樣，Write()方法也有三個參數(shù)：要寫入的數(shù)組，開始寫入的數(shù)組下標(biāo)和要寫入的字節(jié)數(shù)。
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