C# 輸入和輸出 · ZetCode 中文系列教程

# C# 輸入和輸出 > 原文： [https://zetcode.com/lang/csharp/io/](https://zetcode.com/lang/csharp/io/) 本章專門介紹 C# 中的輸入和輸出。 C# 中的輸入和輸出基于流。 ## C# 流流是字節序列的抽象，例如文件，輸入/輸出設備，進程間通信管道或 TCP/IP 套接字。流將數據從一個點傳輸到另一點。流還能夠處理數據。例如，他們可以壓縮或加密數據。在 .NET Framework 中，`System.IO`命名空間包含允許對數據流和文件進行讀寫的類型。 C# 為`File`類中的 I/O 操作提供了高級方法，為`StreamReader`或`StreamWriter`等類提供了較低級的方法。 ## 處理異常 I/O 操作容易出錯。我們可能會遇到`FileNotFoundException`或`UnauthorizedAccessException`之類的異常。與 Java 不同，C# 不會強制程序員手動處理異常。由程序員決定是否手動處理異常。如果在`try/catch/finally`結構中未手動處理該異常，則該異常由 CLR 處理。 ## 釋放資源 I/O 資源必須釋放。可以使用`Dispose()`方法在`finally`子句中手動釋放資源。 `using`關鍵字可用于自動釋放資源。同樣，`File`類中的方法為我們釋放了資源。 ## 示例文本文件在示例中，我們使用以下簡單文本文件： `thermopylae.txt` ```cs 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. ``` ## C# `File.ReadAllText` `File`提供了用于創建，復制，刪除，移動和打開單個文件的靜態方法，并有助于創建`FileStream`對象。 > **注意**：`File.ReadAllText()`不適合讀取非常大的文件。 `File.ReadAllText()`打開一個文件，以指定的編碼讀取文件中的所有文本，然后關閉該文件。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; using System.Text; namespace ReadFileIntoString { class Program { static void Main(string[] args) { var path = @"C:\Users\Jano\Documents\thermopylae.txt"; var text = File.ReadAllText(path, Encoding.UTF8); Console.WriteLine(text); } } } ``` 該程序讀取`thermopylae.txt`文件的內容，并將其打印到控制臺。 ```cs var text = File.ReadAllText(path, Encoding.UTF8); ``` 我們一次性將整個文件讀成字符串。在第二個參數中，我們指定編碼。 ```cs $ 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. ``` 這是輸出。 ## C# `File.ReadAllLines` `File.ReadAllLines()`打開一個文本文件，將文件的所有行讀入字符串數組，然后關閉文件。 `File.ReadAllLines()`是一種使用 C# 讀取文件的便捷方法。處理非常大的文件時，不應使用它。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace ReadAllLines { class Program { static void Main(string[] args) { var path = @"C:\Users\Jano\Documents\thermopylae.txt"; string[] lines = File.ReadAllLines(path); foreach (string line in lines) { Console.WriteLine(line); } } } } ``` 該示例將文件中的所有行讀入字符串數組。我們在`foreach`循環中遍歷數組，并將每一行打印到控制臺。 ## C# 創建文件 `File.CreateText()`創建或打開用于寫入 UTF-8 編碼文本的文件。如果文件已經存在，則其內容將被覆蓋。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace CreateFileEx { class Program { static void Main() { var path = @"C:\Users\Jano\Documents\cars.txt"; using (StreamWriter sw = File.CreateText(path)) { sw.WriteLine("Hummer"); sw.WriteLine("Skoda"); sw.WriteLine("BMW"); sw.WriteLine("Volkswagen"); sw.WriteLine("Volvo"); } } } } ``` 在示例中，我們創建一個`cars.txt`文件，并將一些汽車名稱寫入其中。 ```cs using (StreamWriter sw = File.CreateText(path)) ``` `CreateText()`方法創建或打開一個文件，用于寫入 UTF-8 編碼的文本。它返回一個`StreamWriter`對象。 ```cs sw.WriteLine("Hummer"); sw.WriteLine("Skoda"); ... ``` 我們向流寫入兩行。 ```cs $ cat C:\Users\Jano\Documents\cars.txt Hummer Skoda BMW Volkswagen Volvo ``` 我們已成功將五個汽車名稱寫入文件。 ## C# 創建，最后寫入，最后訪問時間使用`File`類，我們可以獲取文件的創建，最后寫入和最后訪問時間。 `Exists()`方法確定指定的文件是否存在。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace FileTimes { class Program { static void Main(string[] args) { var path = @"C:\Users\Jano\Documents\cars.txt"; if (File.Exists(path)) { Console.WriteLine(File.GetCreationTime(path)); Console.WriteLine(File.GetLastWriteTime(path)); Console.WriteLine(File.GetLastAccessTime(path)); } } } } ``` 如果存在指定的文件，我們將確定其創建，最后寫入和最后訪問時間。 ```cs if (File.Exists(path)) ``` 如果調用方具有所需的權限并且路徑包含現有文件的名稱，則`Exists()`方法返回`true`。否則為`false`。如果`path`為`null`，無效路徑或長度為零的字符串，則此方法還返回`false`。 ```cs Console.WriteLine(File.GetCreationTime(path)); Console.WriteLine(File.GetLastWriteTime(path)); Console.WriteLine(File.GetLastAccessTime(path)); ``` 我們得到指定文件的創建時間，上次寫入時間和上次訪問時間。 ```cs $ dotnet run 10/13/2019 1:59:03 PM 10/13/2019 1:59:03 PM 10/13/2019 1:59:03 PM ``` 這是一個示例輸出。 ## C# 復制文件 `File.Copy()`方法將現有文件復制到新文件。它允許覆蓋同名文件。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace CopyFileEx { class Program { static void Main(string[] args) { var srcPath = @"C:\Users\Jano\Documents\cars.txt"; var destPath = @"C:\Users\Jano\Documents\cars2.txt"; File.Copy(srcPath, destPath, true); Console.WriteLine("File copied"); } } } ``` 然后，我們將文件的內容復制到另一個文件。 ```cs var srcPath = @"C:\Users\Jano\Documents\cars.txt"; var destPath = @"C:\Users\Jano\Documents\cars2.txt"; ``` 這是源文件和目標文件。 ```cs File.Copy(srcPath, destPath, true); ``` `Copy()`方法復制文件。第三個參數指定是否應覆蓋文件（如果存在）。 ```cs $ dotnet run File copied ``` This is a sample output. ## C# `IDisposable`接口流實現`IDisposable`接口。實現此接口的對象必須盡早手動處理。這是通過在`finally`塊中調用`Dispose()`方法或利用`using`語句來完成的。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace ManualRelease { class Program { static void Main(string[] args) { StreamReader sr = null; var path = @"C:\Users\Jano\Documents\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，我們從磁盤上的文件讀取字符。我們手動釋放分配的資源。 ```cs sr = new StreamReader(path); Console.WriteLine(sr.ReadToEnd()); ``` `StreamReader`類用于讀取字符。其父級實現`IDisposable`接口。 ```cs } catch (IOException e) { Console.WriteLine("Cannot read file"); Console.WriteLine(e.Message); } catch (UnauthorizedAccessException e) { Console.WriteLine("Cannot access file"); Console.WriteLine(e.Message); } ``` 可能的異常在`catch`塊中處理。 ```cs finally { sr?.Dispose(); } ``` 在`finally`塊中，`Dispose()`方法清理資源。使用空條件運算符時，僅當變量不是`null`時，才調用該方法。 ## C# 使用語句 `using`語句定義一個范圍，在該范圍的末尾將放置一個對象。它提供了一種方便的語法，可確保正確使用`IDisposable`對象。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace AutomaticCleanup { class Program { static void Main(string[] args) { var path = @"C:\Users\Jano\Documents\thermopylae.txt"; using (var sr = new StreamReader(path)) { Console.WriteLine(sr.ReadToEnd()); } } } } ``` 該示例讀取`thermopylae.txt`文件的內容。資源通過`using`語句釋放。如果我們不處理 IO 異常，則 CLR 將處理它們。 ## C# `using`聲明 `using`聲明是在`using`關鍵字之后的變量聲明。它告訴編譯器聲明的變量應放在封閉范圍的末尾。從 C# 8.0 開始，`using`聲明可用。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace UsingDeclaration { class Program { static void Main(string[] args) { var path = @"C:\Users\Jano\Documents\thermopylae.txt"; using var sr = new StreamReader(path); Console.WriteLine(sr.ReadToEnd()); } } } ``` 該示例讀取`thermopylae.txt`文件的內容。當`sr`變量超出范圍時（在`Main()`方法的末尾），將自動清除資源。 ## C# `MemoryStream` `MemoryStream`是用于處理計算機內存中數據的流。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace MemoryStreamEx { class Program { static void Main(string[] args) { 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); } } } ``` 我們用`MemoryStream`將六個數字寫入存儲器。然后，我們讀取這些數字并將其打印到控制臺。 ```cs using var ms = new MemoryStream(6); ``` 該行創建并初始化一個容量為六個字節的`MemoryStream`對象。 ```cs ms.WriteByte(9); ms.WriteByte(11); ms.WriteByte(6); ... ``` `WriteByte()`方法在當前位置的當前流中寫入一個字節。 ```cs ms.Position = 0; ``` 我們使用`Position`屬性將光標在流中的位置設置為開頭。 ```cs do { Console.WriteLine(rs); rs = ms.ReadByte(); } while (rs != -1); ``` 在這里，我們從流中讀取所有字節并將其打印到控制臺。 ```cs $ dotnet run 9 11 6 8 3 7 ``` 這是示例的輸出。 ## C# `StreamReader` `StreamReader`從字節流中讀取字符。默認為 UTF-8 編碼。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace ReadFileEx { class Program { static void Main(string[] args) { var path = @"C:\Users\Jano\Documents\thermopylae.txt"; using var sr = new StreamReader(path); while (sr.Peek() >= 0) { Console.WriteLine(sr.ReadLine()); } } } } ``` 我們讀取文件的內容。這次我們使用`ReadLine()`方法逐行讀取文件。 ```cs while (sr.Peek() >= 0) { Console.WriteLine(sr.ReadLine()); } ``` `Peek()`方法返回下一個可用字符，但不使用它。它指示我們是否可以再次調用`ReadLine()`方法。如果沒有要讀取的字符，則返回`-1`。 ## C# 計數行在下一個示例中，我們將對行進行計數。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace CountingLines { class Program { static void Main(string[] args) { int count = 0; var path = @"C:\Users\Jano\Documents\thermopylae.txt"; using var sr = new StreamReader(path); while (sr.ReadLine() != null) { count++; } Console.WriteLine("There are {0} lines", count); } } } ``` 我們正在計算文件中的行數。 ```cs while(stream.ReadLine() != null) { count++; } ``` 在`while`循環中，我們使用`ReadLine()`方法從流中讀取一行。如果到達輸入流的末尾，它將從流或`null`中返回一行。 ```cs $ dotnet run There are 3 lines ``` 該文件有三行。 ## C# `StreamWriter` `StreamWriter`以特定編碼將字符寫入流。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace WriteToFile { class Program { static void Main(string[] args) { var path = @"C:\Users\Jano\Documents\newfile.txt"; using var sw = new StreamWriter(path); sw.WriteLine("Today is a beautiful day."); } } } ``` 該示例使用`StreamWriter`將字符串寫入文件。 ```cs using (var sw = new StreamWriter(path)) ``` 我們創建一個新的`StreamWriter`。默認值是 UTF-8。 `StreamWriter`將路徑作為參數。如果文件存在，它將被覆蓋；否則，將創建一個新文件。 ```cs $ dotnet run $ cat C:\Users\Jano\Documents\newfile.txt Today is a beautiful day. ``` 我們已經使用`cat`命令顯示了文件的內容。 ## C# `FileStream` `FileStream`為文件提供流，同時支持同步和異步讀取和寫入操作。 `StreamReader`和`StreamWriter`處理文本數據，而`FileStream`處理字節。 `Program.cs` ```cs using System.IO; using System.Text; namespace FileStreamEx { class Program { static void Main(string[] args) { var path = @"C:\Users\Jano\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); } } } ``` 我們用俄語西里爾字母寫一些文本到文件中。 ```cs using System.Text; ``` `UTF8Encoding`類位于`System.Text`命名空間中。 ```cs using var fs = new FileStream(path, FileMode.Append); ``` 創建一個`FileStream`對象。第二個參數是打開文件的模式。附加模式將打開文件（如果存在）并查找到文件末尾，或創建一個新文件。 ```cs var text = "Фёдор Михайлович Достоевский"; ``` 這是俄文西里爾文的文字。 ```cs byte[] bytes = new UTF8Encoding().GetBytes(text); ``` 從俄語西里爾字母文本創建一個字節數組。 ```cs fs.Write(bytes, 0, bytes.Length); ``` 我們將字節寫入文件流。 ```cs $ cat C:\Users\Jano\Documents\newfile2.txt Фёдор Михайлович Достоевский ``` 我們顯示創建文件的內容。 ## C# `XmlTextReader` 我們可以使用流來讀取 XML 數據。 `XmlTextReader`是用于讀取 C# 中的 XML 文件的類。該類是僅轉發和只讀的。我們有以下 XML 測試文件： `languages.xml` ```cs <?xml version="1.0" encoding="utf-8" ?> <languages> <language>Python</language> <language>Ruby</language> <language>Javascript</language> <language>C#</language> </languages> ``` 此文件包含自定義 XML 標記之間的語言名稱。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; using System.Xml; namespace ReadingXMLFile { public class Program { static void Main() { string path = @"C:\Users\Jano\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); } } } } } ``` 本示例從 XML 文件讀取數據并將其打印到終端。 ```cs using System.Xml; ``` `System.Xml`命名空間包含與 Xml 讀寫相關的類。 ```cs using (var xreader = new XmlTextReader(path)) ``` 創建一個`XmlTextReader`對象。它是一種讀取器，可提供對 XML 數據的快速，非緩存且僅前向訪問。它以文件名作為參數。 ```cs xreader.MoveToContent(); ``` `MoveToContent()`方法移至 XML 文件的實際內容。 ```cs while (xreader.Read()) ``` 該行從流中讀取下一個節點。如果沒有更多節點，則`Read()`方法返回`false`。 ```cs var node = xreader.NodeType switch { XmlNodeType.Element => String.Format("{0}: ", xreader.Name), XmlNodeType.Text => String.Format("{0} \n", xreader.Value), _ => "" }; Console.Write(node); ``` 在這里，我們打印元素名稱和元素文本。 ```cs $ dotnet run language: Python language: Ruby language: Javascript language: C# ``` 這是示例的輸出。 ## C# 創建，移動目錄 `System.IO.Directory`是一個類，具有用于在目錄和子目錄中創建，移動和枚舉的靜態方法。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace DirectoryEx { class Program { static void Main(string[] args) { Directory.CreateDirectory("temp"); Directory.CreateDirectory("newdir"); Directory.Move("temp", "temporary"); } } } ``` 我們創建兩個目錄，然后重命名其中一個目錄。目錄在項目文件夾中創建。 ```cs Directory.CreateDirectory("temp"); ``` `CreateDirectory()`方法創建一個新目錄。 ```cs Directory.Move("temp", "temporary"); ``` `Move()`方法為指定的目錄提供一個新名稱。 ## C# `DirectoryInfo` `DirectoryInfo`公開了用于在目錄和子目錄中創建，移動和枚舉的實例方法。 `Program.cs` ```cs using System; using System.IO; namespace ShowContents { class Program { static void Main(string[] args) { var path = @"C:\Users\Jano\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); } } } } ``` 我們使用`DirectoryInfo`類遍歷特定目錄并打印其內容。 ```cs var path = @"C:\Users\Jano\Documents"; var DirInfo = new DirectoryInfo(path); ``` 我們顯示指定目錄的內容。 ```cs string[] files = Directory.GetFiles(path);; ``` 我們使用靜態`GetFiles()`方法獲取目錄的所有文件。 ```cs DirectoryInfo[] dirs = dir.GetDirectories(); ``` 我們得到所有目錄。 ```cs foreach (DirectoryInfo subDir in dirs) { Console.WriteLine(subDir.Name); } ``` 在這里，我們遍歷目錄并將其名稱打印到控制臺。 ```cs foreach (string fileName in files) { Console.WriteLine(fileName); } ``` 在這里，我們遍歷文件數組并將其名稱打印到控制臺。在本章中，我們介紹了 C# 中的輸入/輸出操作。