C# I/O操作

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本章详细介绍了文件I/O的基本概念，包括用于文件操作的类与方法，通用I/O任务及其流操作的区别与应用，以及相关类库的使用。

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本章概要：

1：基本文件I/O

1.1：用于文件 I/O 的类

1.2：用于从流读取和写入流的类

1.3：通用 I/O 流类

2：通用I/O任务

以下的区别有助于澄清文件和流的差异。文件是一些具有永久存储及特定顺序的字节组成的一个有序的、具有名称的集合。因此，关于文件，人们常会想到目录路径、磁盘存储、文件和目录名等方面。相反，流提供一种向后备存储写入字节和从后备存储读取字节的方式，后备存储可以为多种存储媒介之一。正如除磁盘外存在多种后备存储一样，除文件流之外也存在多种流。例如，还存在网络流、内存流和磁带流等。

1：基本文件I/O

抽象基类 Stream 支持读取和写入字节。Stream 集成了异步支持。其默认实现根据其相应的异步方法来定义同步读取和写入，反之亦然。

所有表示流的类都是从 Stream 类继承的。Stream 类及其派生类提供数据源和储存库的一般视图，使程序员不必了解操作系统和基础设备的具体细节。

流涉及三个基本操作：

可以从流读取。读取是从流到数据结构（如字节数组）的数据传输。
可以向流写入。写入是从数据源到流的数据传输。
流可以支持查找。查找是对流内的当前位置进行的查询和修改。

根据基础数据源或储存库，流可能只支持这些功能中的一部分。例如，NetworkStreams 不支持查找。Stream 及其派生类的 CanRead、CanWrite 和 CanSeek 属性决定了不同流所支持的操作。

1.1：用于文件 I/O 的类

Directory 提供创建、移动和枚举目录和子目录的静态方法。DirectoryInfo 类提供实例方法。

DirectoryInfo 提供创建、移动和枚举目录和子目录的实例方法。Directory 类提供静态方法。

DriveInfo 提供访问有关驱动器的信息的实例方法。

File 提供用于创建、复制、删除、移动和打开文件的静态方法，并协助创建 FileStream。FileInfo 类提供实例方法。

FileInfo 提供用于创建、复制、删除、移动和打开文件的实例方法，并协助创建 FileStream。File 类提供静态方法。

FileStream 支持通过其 Seek 方法随机访问文件。默认情况下，FileStream 以同步方式打开文件，但它也支持异步操作。File 包含静态方法，而 FileInfo 包含实例方法。

FileSystemInfo 是 FileInfo 和 DirectoryInfo 的抽象基类。

Path 提供以跨平台的方式处理目录字符串的方法和属性。

DeflateStream 提供使用 Deflate 算法压缩和解压缩流的方法和属性。

GZipStream 提供压缩和解压缩流的方法和属性。默认情况下，此类使用与 DeflateStream 类相同的算法，但可以扩展到使用其他压缩格式。

SerialPort 提供控制串行端口文件资源的方法和属性。

File、FileInfo、DriveInfo、Path、Directory 和 DirectoryInfo 是密封（在 Microsoft Visual Basic 中为NotInheritable）类。可以创建这些类的新实例，但它们不能有派生类。

1.2：用于从流读取和写入流的类

BinaryReader 和 BinaryWriter 在 Streams 中读取和写入编码的字符串和基元数据类型。

StreamReader 通过使用 Encoding 进行字符和字节的转换，从 Streams 中读取字符。StreamReader 具有一个构造函数，该构造函数根据是否存在专用于 Encoding 的 preamble（例如一个字节顺序标记）来尝试确定给定 Stream 的正确Encoding 是什么。

StreamWriter 通过使用 Encoding 将字符转换为字节，向 Streams 写入字符。

StringReader 从 Strings 中读取字符。StringReader 允许您用相同的 API 来处理 Strings，因此您的输出可以是 String或以任何编码表示的 Stream。

StringWriter 向 Strings 写入字符。StringWriter 允许您用相同的 API 来处理 Strings，因此您的输出可以是 String 或以任何编码表示的 Stream。

TextReader 是 StreamReader 和 StringReader 的抽象基类。抽象 Stream 类的实现用于字节输入和输出，而TextReader 的实现用于 Unicode 字符输出。

TextWriter 是 StreamWriter 和 StringWriter 的抽象基类。抽象 Stream 类的实现用于字节输入和输出，而TextWriter 的实现用于 Unicode 字符输出。

1.3：通用 I/O 流类

BufferedStream 是向另一个 Stream（例如 NetworkStream）添加缓冲的 Stream。（FileStream 内部已具有缓冲，MemoryStream 不需要缓冲。）BufferedStream 可以围绕某些类型的流来构成以提高读写性能。缓冲区是内存中的字节块，用于缓存数据，从而减少对操作系统的调用次数。

CryptoStream 将数据流链接到加密转换。虽然 CryptoStream 是从 Stream 派生的，但它不属于 System.IO 命名空间，而是在 System.Security.Cryptography 命名空间中。

MemoryStream 是一个非缓冲的流，可以在内存中直接访问它的封装数据。该流没有后备存储，可用作临时缓冲区。

NetworkStream 表示网络连接上的 Stream。虽然 NetworkStream 是从 Stream 派生的，但它不属于 System.IO 命名空间，而是在 System.Net.Sockets 命名空间中。