C# 12 核心要点

第 15 章 流和 I/O 流和输入/输出

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本章介绍 .NET 中输入和输出的基本类型，重点是以下主题：

• .NET流架构及其如何为各种I/O类型的读写提供一致的编程接口

• 操作磁盘上文件和目录的类

• 用于压缩、命名管道和内存映射文件的专用流

本章主要介绍System.IO 命名空间中的类型，它是低级 I/O 功能的发源地。

流线型建筑

如图 15-1 所示，.NET 流架构以三个概念为中心：后备存储、装饰器和适配器。

后备存储是使输入和输出有用的端点，如文件或网络连接。准确地说，它是以下两个或其中之一：

• 可按顺序读取字节的数据源

• 可按顺序写入字节的目的地

图 15-1. 数据流架构

不过，除非向程序员公开，否则后备存储是没有用的。Stream 是实现这一目的的标准 .NET 类；它提供了一套用于读取、写入和定位的标准方法。与数组不同的是，数组的所有后备数据都同时存在于内存中，而流则是以串行方式处理数据--每次一个字节或以大小可控的块为单位。因此，无论后备存储的大小如何，数据流都可以使用少量固定的内存。

溪流分为两类：

备份存储流

这些都是硬连接到特定类型的备份存储，如FileStream 或NetworkStream 。

装饰流

这些数据流从另一个数据流馈入，以某种方式转换数据，如DeflateStream 或CryptoStream 。

装饰流具有以下建筑优势：

• 它们使后备存储流无需自己实现压缩和加密等功能。

• 流在装饰时不会改变界面。

• 您可以在运行时连接装饰器。

• 您可以将装饰器串联在一起（例如，一个压缩器后接一个加密器）。

后备存储和装饰流都只处理字节。虽然这种方式灵活高效，但应用程序通常在更高层次（如文本或 XML）上工作。适配器通过将流封装在一个类中来弥补这一缺陷，该类具有根据特定格式键入的专门方法。例如，文本阅读器使用ReadLine 方法；XML 写入器使用WriteAttributes 方法。

备注

就像装饰器一样，适配器也会对流进行封装。不过，与装饰器不同的是，适配器本身并不是一个流；它通常会完全隐藏面向字节的方法。

简而言之，后备存储流提供原始数据；装饰流提供透明的二进制转换，如加密；适配器提供类型化方法，用于处理字符串和 XML 等高级类型。

图 15-1展示了它们之间的关联。要组成一个链，只需将一个对象传入另一个对象的构造函数即可。

使用流

抽象的Stream 类是所有流的基础。它定义了三种基本操作的方法和属性：读取、写入和查找，以及管理任务，如关闭、刷新和配置超时（见表 15-1）。

表 15-1. 数据流类成员

类别	成员
阅读	public abstract bool CanRead { get; }
public abstract int Read (byte[] buffer, int offset, int count)
public virtual int ReadByte();
写作	public abstract bool CanWrite { get; }
public abstract void Write (byte[] buffer, ...