FileStream類的使用

1、什么是FileStream類

　　FileStream 類對文件系統(tǒng)上的文件進行讀取、寫入、打開和關(guān)閉操作，并對其他與文件相關(guān)的操作系統(tǒng)句柄進行操作，如管道、標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出。讀寫操作可以指定為同步或異步操作。FileStream 對輸入輸出進行緩沖，從而提高性能。——MSDN

　　簡單點說：FileStream類可以對任意類型的文件進行讀取操作，而且我們也可以根據(jù)自己需要來指定每一次讀取字節(jié)長度，以此減少內(nèi)存的消耗，提高讀取效率。

使用 FileStream 類來讀取、 寫入、 打開和關(guān)閉文件系統(tǒng)上的文件以及處理其他包括管道、 標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出的文件相關(guān)的操作系統(tǒng)句柄。 您可以使用 Read, ，Write, ，CopyTo, ，和 Flush 方法來執(zhí)行同步操作時，或 ReadAsync, ，WriteAsync, ，CopyToAsync, ，和 FlushAsync 方法來執(zhí)行異步操作。 使用異步方法以在不阻塞主線程的情況下執(zhí)行占用大量資源的文件。 在 Windows 8.x 應(yīng)用商店 應(yīng)用或 桌面 應(yīng)用中一個耗時的流操作可能阻塞 UI 線程并讓您的應(yīng)用看起來好像不工作時，這種性能的考慮就顯得尤為重要了。 FileStream 緩沖輸入和輸出來更好的性能。

當(dāng) FileStream 對象不具有獨占持有其句柄，另一個線程可以同時訪問的文件句柄和更改與文件句柄關(guān)聯(lián)的操作系統(tǒng)的文件指針的位置。 在此情況下中的緩存位置 FileStream 對象，并在緩沖區(qū)中緩存的數(shù)據(jù)可能會損害。 FileStream 對象定期執(zhí)行來訪問緩存的緩沖區(qū)，以確保操作系統(tǒng)的句柄位置與緩存的位置使用相同的方法對檢查 FileStream 對象。

如果句柄位置發(fā)生意外的更改對的調(diào)用中檢測到 Read 方法，.NET Framework 放棄緩沖區(qū)的內(nèi)容，并再次從文件讀取流。 這會影響性能，具體取決于文件的大小和任何其他進程可能會影響文件流的當(dāng)前位置。

如果句柄位置發(fā)生意外的更改對的調(diào)用中檢測到 Write 方法時，緩沖區(qū)的內(nèi)容將被丟棄和 IOException 則會引發(fā)異常。

一個 FileStream 對象不會產(chǎn)生獨占持有其句柄時任一 SafeFileHandle 屬性訪問要公開句柄或 FileStream 對象都提供了 SafeFileHandle 其構(gòu)造函數(shù)中的屬性。

2、File和FileStream的區(qū)別

　 直觀點：File是一個靜態(tài)類；FileStream是一個非靜態(tài)類。

　　File：是一個文件的類，對文件進行操作。其內(nèi)部封裝了對文件的各種操作(MSDN:提供用于創(chuàng)建、復(fù)制、刪除、移動和打開單一文件的靜態(tài)方法，并協(xié)助創(chuàng)建FileStream對象)。

　　FileStream:文件流的類。對txt，xml，avi等文件進行內(nèi)容寫入、讀取、復(fù)制...時候需要使用的一個工具。

　　打個形象的比喻。File是筆記本,需要Filestream的這個筆才能寫.

　　換而言之，記事本是一個文件，可以用File操作，里面的內(nèi)容需要用FileStream來操作。

注：FileStream是對字節(jié)操作的（任何文件）。

//非靜態(tài)類，創(chuàng)建對象調(diào)用方法
            using (FileStream Fsread = new FileStream(@"C:\Users\Administrator\Desktop\測試文檔.txt", FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.Read))
            {
                byte[] b = new byte[50]; 
                //用來限定每次的讀取字節(jié)數(shù),也可以byte[] b=new byte[Fsread.Length];
                string s = "";
                while (true)
                {
                    int r = Fsread.Read(b, 0, b.Length);
                    if (r == 0)
                        break;
                    s += Encoding.UTF8.GetString(b, 0, r);
                }
                Console.Write(s);
                // Fsread.Close();//關(guān)閉當(dāng)前流
                // Fsread.Dispose();//釋放流所使用的資源
            }

將創(chuàng)建文件流的過程寫在using中，可以自動幫助釋放流所占用的資源。

//文件流的寫入
            using (FileStream fswrite = new FileStream(@"C:\Users\Administrator\Desktop\測試文檔.txt", FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.Write))
            {
                string str = "一切皆有可能";
                byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(str);
                fswrite.Write(buffer, 0, buffer.Length);
            }

無論是讀還是寫，都要借助一個緩沖區(qū)buffer來存取字節(jié)。

注意:在寫入和讀取時，字符編碼格式要相同，不然會出現(xiàn)亂碼。

Encoding.UTF8.GetBytes(str);
Encoding.UTF8.GetString(b, 0, r);

//C#文件流寫文件,默認追加FileMode.Append 
            string msg = "okffffffffffffffff";
            byte[] myByte = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(msg);
            using (FileStream fsWrite = new FileStream(@"D:\1.txt", FileMode.Append))
            {
                fsWrite.Write(myByte, 0, myByte.Length);
            }; 
            //c#文件流讀文件 
            using (FileStream fsRead = new FileStream(@"D:\1.txt", FileMode.Open))
            {
                int fsLen = (int)fsRead.Length;
                byte[] heByte = new byte[fsLen];
                int r = fsRead.Read(heByte, 0, heByte.Length);
                string myStr = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(heByte);
                Console.WriteLine(myStr);
                Console.ReadKey();
            } 

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

對文件進行不是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

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類維護內(nèi)部文件指針，該指針指向文件中進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("http://www.cnblogs.com/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("http://www.cnblogs.com/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)。

下面給出的一個vb.net中應(yīng)用的例子，單擊按鈕1創(chuàng)建一個文件，將文本框1里的文本寫入到該文件。單擊按鈕2把由單擊按鈕1創(chuàng)建的文件內(nèi)容讀取出來，顯示在文本框2里；完整代碼如下：

Imports System.IO
Imports System.Text
Public Class Form1
    Private Sub Button1_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button1.Click
        Dim Myw As New FileStream(Application.StartupPath & "\實驗文件.txt", FileMode.Create)
        Dim MyBytes As Byte() = New UTF8Encoding().GetBytes(TextBox1.Text)
        Dim MyB_Write As BinaryWriter = New BinaryWriter(Myw)
        MyB_Write.Write(MyBytes, 0, MyBytes.Length)
        Myw.Close()
    End Sub
 
    Private Sub Button2_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles Button2.Click
        Dim Myr As New FileStream(Application.StartupPath & "\實驗文件.txt", FileMode.Open, FileAccess.Read)
        Myr.Position = 0
        Dim MyB_Read As New BinaryReader(Myr)
        Dim MyFileLength As Integer = CInt(Myr.Length - Myr.Position) - 1
        Dim MyFileData(MyFileLength) As Char
        MyB_Read.Read(MyFileData, 0, MyFileLength)
        Myr.Close()
        TextBox2.Text = ""
        Dim i As Integer
        For i = LBound(MyFileData) To UBound(MyFileData)
            TextBox2.Text = TextBox2.Text & MyFileData(i)
        Next
    End Sub
End Class