一、提要

        本文专门介绍 C# 中的输入和输出。 C# 中的输入和输出基于流。文件流、文件建立修改等属性操作，文件目录操作等。

二、C# input和output

2.1 C# 流

        流是字节序列的抽象，例如文件、输入/输出设备、进程间通信管道或 TCP/IP 套接字。流将数据从一个点传输到另一个点。流也能够操纵数据；例如，他们可以压缩或加密数据。在 .NET Framework 中，System.IO 命名空间包含能够读取和写入数据流和文件的类型。

        C# 在 File 类中为 I/O 操作提供高级方法，在 StreamReader 或 StreamWriter 等类中提供低级方法。

2.2 处理异常（exceptions）

        I/O 操作容易出错。我们可能会遇到异常，例如 FileNotFoundException 或         UnauthorizedAccessException。与 Java 不同，C# 不强制程序员手动处理异常。是否手动处理异常由程序员决定。如果异常没有在 try/catch/finally 结构中手动处理，则由 CLR 处理异常。

2.3 发行资源（Releasing resources）

        必须释放 I/O 资源。可以使用 Dispose 方法在 finally 子句中手动释放资源。 using 关键字可用于自动释放资源。此外，File 类中的方法会为我们释放资源。

2.4 文本文件示例

        在示例中，我们使用这个简单的文本文件：

        thermopylae.txt

The Battle of Thermopylae was fought between an alliance of Greek city-states,
led by King Leonidas of Sparta, and the Persian Empire of Xerxes I over the
course of three days, during the second Persian invasion of Greece.ssan

三、读取整个文件 （File.ReadAllText）

        File 为单个文件的创建、复制、删除、移动和打开提供静态方法，并有助于创建 FileStream 对象。

Note: The File.ReadAllText is not suited for reading very large files.

        File.ReadAllText 打开一个文件，读取文件中具有指定编码的所有文本，然后关闭文件。

Program.cs

using System.Text;

var path = "/home/janbodnar/Documents/thermopylae.txt";

var text = File.ReadAllText(path, Encoding.UTF8);
Console.WriteLine(text);

        程序读取thermopylae.txt 文件的内容并将它们打印到控制台。

var text = File.ReadAllText(path, Encoding.UTF8);

        我们一口气将整个文件读入一个字符串。在第二个参数中，我们指定编码。

$ dotnet run
The Battle of Thermopylae was fought between an alliance of Greek city-states,
led by King Leonidas of Sparta, and the Persian Empire of Xerxes I over the
course of three days, during the second Persian invasion of Greece.

四、逐行读取文件（ File.ReadAllLines）

4.1 逐行读取

        File.ReadAllLines 打开一个文本文件，将文件的所有行读入一个字符串数组，然后关闭文件。 File.ReadAllLines 是一种在 C# 中读取文件的便捷方法。处理非常大的文件时不应使用它。

Program.cs

var path = "/home/janbodnar/Documents/thermopylae.txt";

string[] lines = File.ReadAllLines(path);

foreach (string line in lines)
{
    Console.WriteLine(line);
}

        该示例将文件中的所有行读取到字符串数组中。我们在 foreach 循环中遍历数组并将每一行打印到控制台。

4.2 生成逐行文件（ create file ）

        File.CreateText 创建或打开用于写入 UTF-8 编码文本的文件。如果文件已经存在，则覆盖其内容。

Program.cs

var path = "/home/janbodnar/Documents/cars.txt";

using var sw = File.CreateText(path);

sw.WriteLine("Hummer");
sw.WriteLine("Skoda");
sw.WriteLine("BMW");
sw.WriteLine("Volkswagen");
sw.WriteLine("Volvo");

        在示例中，我们创建了一个 cars.txt 文件并将一些汽车名称写入其中。

using var sw = File.CreateText(path);

        CreateText 方法创建或打开一个用于写入 UTF-8 编码文本的文件。它返回一个 StreamWriter 对象。

sw.WriteLine("Hummer");
sw.WriteLine("Skoda");
...

        我们向流中写入两行。

五、获取文件建立时间、最后写入、最后访问时间

        通过 File 类，我们可以获得文件的创建、最后写入和最后访问时间。 Exists 方法确定指定文件是否存在。

Program.cs

var path = "cars.txt";

if (File.Exists(path))
{
    Console.WriteLine(File.GetCreationTime(path));
    Console.WriteLine(File.GetLastWriteTime(path));
    Console.WriteLine(File.GetLastAccessTime(path));
}

        如果指定的文件存在，我们确定它的创建、最后写入和最后访问时间。

if (File.Exists(path))

        如果调用者具有所需的权限并且路径包含现有文件的名称，Exists 方法将返回 true；否则，错误。如果 path 为 null、无效路径或长度为零的字符串，此方法也会返回 false。

Console.WriteLine(File.GetCreationTime(path));
Console.WriteLine(File.GetLastWriteTime(path));
Console.WriteLine(File.GetLastAccessTime(path));

        我们得到指定文件的创建时间、最后写入时间和最后访问时间。

$ dotnet run 2/25/2021 11:41:19 AM 2/25/2021 11:41:19 AM 2/25/2021 11:41:27 AM

六、拷贝文件

        File.Copy 方法将现有文件复制到新文件。它允许覆盖同名文件。

Program.cs

var srcPath = "/home/janbodnar/Documents/cars.txt";
var destPath = "/home/janbodnar/Documents/cars2.txt";

File.Copy(srcPath, destPath, true);

Console.WriteLine("File copied");

        然后我们将文件的内容复制到另一个文件中。

var srcPath = "/home/janbodnar/Documents/cars.txt";
var destPath = "/home/janbodnar/Documents/cars2.txt";

File.Copy(srcPath, destPath, true);

        Copy 方法复制文件。第三个参数指定文件是否应该被覆盖，如果它存在的话。

七、 异常接口（IDisposable interface）

        流实现了 IDisposable 接口。实现此接口的对象必须尽早手动处置。这是通过在 finally 块中调用 Dispose 方法或使用 using 语句来完成的。

Program.cs

StreamReader? sr = null;

var path = "thermopylae.txt";

try
{
    sr = new StreamReader(path);
    Console.WriteLine(sr.ReadToEnd());
}
catch (IOException e)
{
    Console.WriteLine("Cannot read file");
    Console.WriteLine(e.Message);
}
catch (UnauthorizedAccessException e)
{
    Console.WriteLine("Cannot access file");
    Console.WriteLine(e.Message);
}
finally
{
    sr?.Dispose();
}

        在此示例中，我们从磁盘上的文件中读取字符。我们手动释放分配的资源。

sr = new StreamReader(path);
Console.WriteLine(sr.ReadToEnd());

        StreamReader 类用于读取字符。它的父级实现了 IDisposable 接口。

} catch (IOException e)
{
    Console.WriteLine("Cannot read file");
    Console.WriteLine(e.Message);

} catch (UnauthorizedAccessException e)
{
    Console.WriteLine("Cannot access file");
    Console.WriteLine(e.Message);
}

        可能的异常在 catch 块中处理。

finally
{
    sr?.Dispose();
}

        在 finally 块中，Dispose 方法清理资源。使用空条件运算符，我们仅在变量不为空时才调用该方法。

八、用using 定义语句

        using 语句定义了一个范围，对象将在该范围结束。它提供了一种方便的语法，可确保正确使用 IDisposable 对象。

Program.cs

var path = "/home/janbodnar/Documents/thermopylae.txt";

using (var sr = new StreamReader(path))
{
    Console.WriteLine(sr.ReadToEnd());
}

        该示例读取thermopylae.txt 文件的内容。使用 using 语句释放资源。如果我们不处理 IO 异常，它们将由 CLR 处理。

九、using 声明

        using 声明是一个变量声明，前面有 using 关键字。它告诉编译器被声明的变量应该放在封闭范围的末尾。 using 声明自 C# 8.0 起可用。

Program.cs

var path = "thermopylae.txt";
using var sr = new StreamReader(path);
Console.WriteLine(sr.ReadToEnd());

        该示例读取thermopylae.txt 文件的内容。当 sr 变量超出范围时（在 Main 方法结束时），资源会自动清理。

十、内存流MemoryStream

        MemoryStream 是一种处理计算机内存中数据的流。

Program.cs

using var ms = new MemoryStream(6);
ms.WriteByte(9);
ms.WriteByte(11);
ms.WriteByte(6);
ms.WriteByte(8);
ms.WriteByte(3);
ms.WriteByte(7);
ms.Position = 0;
int rs = ms.ReadByte();
do
{
    Console.WriteLine(rs);
    rs = ms.ReadByte();
} while (rs != -1);

        我们使用 MemoryStream 将六个数字写入内存。然后我们读取这些数字并将它们打印到控制台。

using var ms = new MemoryStream(6);

        该行创建并初始化了一个容量为 6 个字节的 MemoryStream 对象。

ms.WriteByte(9);
ms.WriteByte(11);
ms.WriteByte(6);
...

        WriteByte 方法在当前位置将一个字节写入当前流。

ms.Position = 0;

        我们使用 Position 属性将光标在流中的位置设置为开头。

do
{
    Console.WriteLine(rs);
    rs = ms.ReadByte();

} while (rs != -1);

        在这里，我们从流中读取所有字节并将它们打印到控制台。

$ dotnet run
9
11
6
8
3
7s

十一、读取流（ StreamReader）

        StreamReader 从字节流中读取字符。它默认为 UTF-8 编码。

Program.cs

var path = "/home/janbodnar/Documents/thermopylae.txt";

using var sr = new StreamReader(path);

while (sr.Peek() >= 0)
{
    Console.WriteLine(sr.ReadLine());
}

        我们读取文件的内容。这次我们使用 ReadLine 方法逐行读取文件。

while (sr.Peek() >= 0)
{
    Console.WriteLine(sr.ReadLine());
}

        Peek 方法返回下一个可用字符，但不使用它。它指示我们是否可以再次调用 ReadLine 方法。如果没有要读取的字符，则返回 -1。

十二、行统计（count lines）

        在下一个示例中，我们将计算行数。

Program.cs

int count = 0;
var path = "/home/janbodnar/Documents/thermopylae.txt";

using var sr = new StreamReader(path);

while (sr.ReadLine() != null)
{
    count++;
}

Console.WriteLine($"There are {count} lines");

We use a StreamReader and a while loop.

while(stream.ReadLine() != null)
{
    count++;
}

        在 while 循环中，我们使用 ReadLine 方法从流中读取一行。它从流中返回一行，如果到达输入流的末尾，则返回 null。

$ dotnet run
There are 3 linessshi

十三、流写入（ StreamWriter）

        StreamWriter 以特定编码将字符写入流。

Program.cs

var path = "/home/janbodnar/Documents/newfile.txt";
using var sw = new StreamWriter(path);

sw.WriteLine("Today is a beautiful day.");

        该示例使用 StreamWriter 将字符串写入文件。

using var sw = new StreamWriter(path);

        我们创建了一个新的 StreamWriter。默认编码为 UTF-8。 StreamWriter 将路径作为参数。如果文件存在，则覆盖；否则，将创建一个新文件。

十四、文件流（FileStream）

        FileStream 为文件提供流，支持同步和异步读写操作。StreamReader 和 StreamWriter 处理文本数据，而 FileStream 处理字节。

Program.cs

using System.Text;

var path = "/home/janbodnar/Documents/newfile2.txt";

using var fs = new FileStream(path, FileMode.Append);

var text = "Фёдор Михайлович Достоевский\n";
byte[] bytes = new UTF8Encoding().GetBytes(text);

fs.Write(bytes, 0, bytes.Length);

        我们将一些俄语西里尔文文本写入文件。

using .Text;

        UTF8Encoding 类位于 System.Text 命名空间中。

using var fs = new FileStream(path, FileMode.Append);

        一个 FileStream 对象被创建。第二个参数是打开文件的模式。如果文件存在，追加模式将打开文件并查找文件末尾，或创建一个新文件。

var text = "Фёдор Михайлович Достоевский";

        这是俄语西里尔文文本。

byte[] bytes = new UTF8Encoding().GetBytes(text);

        从俄语西里尔文文本创建一个字节数组。

fs.Write(bytes, 0, bytes.Length);

        我们将字节写入文件流。

$ cat /home/janbodnar/Documents/newfile2.txt
Фёдор Михайлович Достоевский

        我们显示创建的文件的内容。

十五、xml文件读取（XmlTextReader）

        我们可以使用流来读取 XML 数据。 XmlTextReader 是在 C# 中读取 XML 文件的类。该类是只进的和只读的。

        我们有以下 XML 测试文件：

languages.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?>
<languages>
    <language>Python</language>
    <language>Ruby</language>
    <language>Javascript</language>
    <language>C#</language>
</languages>

        此文件包含自定义 XML 标记之间的语言名称。

Program.cs

using System.Xml;

string path = "/home/janbodnar/Documents/languages.xml";
using var xreader = new XmlTextReader(path);

xreader.MoveToContent();

while (xreader.Read())
{
    var node = xreader.NodeType switch
    {
        XmlNodeType.Element => String.Format("{0}: ", xreader.Name),
        XmlNodeType.Text => String.Format("{0} \n", xreader.Value),
        _ => ""
    };

    Console.Write(node);
}

        此示例从 XML 文件中读取数据并将其打印到终端。

using System.Xml;

        System.Xml 命名空间包含与 Xml 读写相关的类。

using var xreader = new XmlTextReader(path);

        创建一个 XmlTextReader 对象。它是一种提供对 XML 数据的快速、非缓存、只进的访问的阅读器。它将文件名作为参数。

        xreader.MoveToContent();

        MoveToContent 方法移动到 XML 文件的实际内容。

        while (xreader.Read())

        此行从流中读取下一个节点。如果没有更多节点，Read 方法将返回 false。

var node = xreader.NodeType switch
{
    XmlNodeType.Element => String.Format("{0}: ", xreader.Name),
    XmlNodeType.Text => String.Format("{0} \n", xreader.Value),
    _ => ""
};

Console.Write(node);

        这里我们打印元素名称和元素文本。

$ dotnet run
language: Python
language: Ruby
language: Javascript
language: C#

十六、生成和转移create, move directory

        System.IO.Directory 是一个类，它具有用于创建、移动和枚举目录和子目录的静态方法。

Program.cs

Directory.CreateDirectory("temp");
Directory.CreateDirectory("newdir");
Directory.Move("temp", "temporary");

        我们创建两个目录并重命名创建的目录之一。目录是在项目文件夹中创建的。

Directory.CreateDirectory("temp");

CreateDirectory 方法创建一个新目录。

Directory.Move("temp", "temporary");

Move 方法为指定的目录提供了一个新名称。

十七、目录信息（DirectoryInfo）

        DirectoryInfo 公开了用于创建、移动和枚举目录和子目录的实例方法。

Program.cs

var path = "/home/janbodnar/Documents";
var dirInfo = new DirectoryInfo(path);

string[] files = Directory.GetFiles(path);
DirectoryInfo[] dirs = dirInfo.GetDirectories();

foreach (DirectoryInfo subDir in dirs)
{
    Console.WriteLine(subDir.Name);
}

foreach (string fileName in files)
{
    Console.WriteLine(fileName);
}

        我们使用 DirectoryInfo 类遍历特定目录并打印其内容。

var path = "/home/janbodnar/Documents";
var DirInfo = new DirectoryInfo(path);

        我们显示指定目录的内容。

string[] files = Directory.GetFiles(path);

        我们使用静态 GetFiles 方法获取目录的所有文件。

DirectoryInfo[] dirs = dir.GetDirectories();

        我们得到所有的目录。

foreach (DirectoryInfo subDir in dirs)
{
    Console.WriteLine(subDir.Name);
}

        在这里，我们遍历目录并将它们的名称打印到控制台。

foreach (string fileName in files)
{
    Console.WriteLine(fileName);
}

        在这里，我们遍历文件数组并将它们的名称打印到控制台。

        在本章中，我们介绍了 C# 中的输入/输出操作。