lab1

Работа с потоками (stream) и файловой системой

Работа с дискам

Работу с файловой системой начнем с самого верхнего уровня - дисков. Для представления диска в пространстве имен System.IO имеется класс DriveInfo. Получим имена и свойства всех дисков на компьютере:

using System;
using System.IO;
 
DriveInfo[] drives = DriveInfo.GetDrives();

foreach (DriveInfo drive in drives)
{
    Console.WriteLine($"Название: {drive.Name}");
    Console.WriteLine($"Тип: {drive.DriveType}");
    if (drive.IsReady)
    {
        Console.WriteLine($"Объем диска: {drive.TotalSize}");
        Console.WriteLine($"Свободное пространство: {drive.TotalFreeSpace}");
        Console.WriteLine($"Метка: {drive.VolumeLabel}");
    }
    Console.WriteLine();
}

Вывод:

Название: C:\
Тип: Fixed                          
Объем диска: 2048268763136          
Свободное пространство: 666030469120
Метка: disk                         

Название: D:\
Тип: Fixed
Объем диска: 1000186310656
Свободное пространство: 88899846144
Метка: диск

Название: E:\
Тип: Fixed
Объем диска: 118615961600
Свободное пространство: 118456012800
Метка: Локальный диск

Название: F:\
Тип: Fixed
Объем диска: 1024191361024
Свободное пространство: 307054309376
Метка: disk

Название: H:\
Тип: CDRom

Работа с каталогами

Для работы с каталогами в пространстве имен System.IO предназначены сразу два класса: Directory и DirectoryInfo.

Класс Directory

Класс Directory предоставляет ряд статических методов для управления каталогами. Некоторые из этих методов:

CreateDirectory(path): создает каталог по указанному пути path Delete(path): удаляет каталог по указанному пути path Exists(path): определяет, существует ли каталог по указанному пути path. Если существует, возвращается true, если не существует, то false GetDirectories(path): получает список каталогов в каталоге path GetFiles(path): получает список файлов в каталоге path Move(sourceDirName, destDirName): перемещает каталог GetParent(path): получение родительского каталога

Класс DirectoryInfo

Данный класс предоставляет функциональность для создания, удаления, перемещения и других операций с каталогами. Во многом он похож на Directory. Некоторые из его свойств и методов:

Create(): создает каталог CreateSubdirectory(path): создает подкаталог по указанному пути path Delete(): удаляет каталог Свойство Exists: определяет, существует ли каталог GetDirectories(): получает список каталогов GetFiles(): получает список файлов MoveTo(destDirName): перемещает каталог Свойство Parent: получение родительского каталога Свойство Root: получение корневого каталога Посмотрим на примерах применение этих классов

Получение списка файлов и подкаталогов

string dirName = "C:\\";
 
if (Directory.Exists(dirName))
{
    Console.WriteLine("Подкаталоги:");
    string[] dirs = Directory.GetDirectories(dirName);
    foreach (string s in dirs)
    {
        Console.WriteLine(s);
    }
    Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("Файлы:");
    string[] files = Directory.GetFiles(dirName);
    foreach (string s in files)
    {
        Console.WriteLine(s);
    }
}

Создание каталога

string path = @"C:\SomeDir";
string subpath = @"program\avalon";
DirectoryInfo dirInfo = new DirectoryInfo(path);
if (!dirInfo.Exists)
{
    dirInfo.Create();
}
dirInfo.CreateSubdirectory(subpath);

Получение информации о каталог

string dirName = "C:\\Program Files";
 
DirectoryInfo dirInfo = new DirectoryInfo(dirName);
 
Console.WriteLine($"Название каталога: {dirInfo.Name}");
Console.WriteLine($"Полное название каталога: {dirInfo.FullName}");
Console.WriteLine($"Время создания каталога: {dirInfo.CreationTime}");
Console.WriteLine($"Корневой каталог: {dirInfo.Root}");

Удаление каталога В метод Delete дополнительный параметр булевого типа, который укажет, что папку надо удалять со всем содержимым:

string dirName = @"C:\SomeFolder";
 
try
{
    DirectoryInfo dirInfo = new DirectoryInfo(dirName);
    dirInfo.Delete(true);
    Console.WriteLine("Каталог удален");
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine(ex.Message);
}

Перемещение каталога

string oldPath = @"C:\SomeFolder";
string newPath = @"C:\SomeDir";
DirectoryInfo dirInfo = new DirectoryInfo(oldPath);
if (dirInfo.Exists && Directory.Exists(newPath) == false)
{
    dirInfo.MoveTo(newPath);
}

Работа с файлами. Классы File и FileInfo

Получение информации о файле

string path = @"C:\apache\hta.txt";
FileInfo fileInf = new FileInfo(path);
if (fileInf.Exists)
{
    Console.WriteLine("Имя файла: {0}", fileInf.Name);
    Console.WriteLine("Время создания: {0}", fileInf.CreationTime);
    Console.WriteLine("Размер: {0}", fileInf.Length);
}

Удаление файла

string path = @"C:\apache\hta.txt";
FileInfo fileInf = new FileInfo(path);
if (fileInf.Exists)
{
   fileInf.Delete();
   // альтернатива с помощью класса File
   // File.Delete(path);
}

Перемещение файла

string path = @"C:\apache\hta.txt";
string newPath = @"C:\SomeDir\hta.txt";
FileInfo fileInf = new FileInfo(path);
if (fileInf.Exists)
{
   fileInf.MoveTo(newPath);       
   // альтернатива с помощью класса File
   // File.Move(path, newPath);
}

FileStream. Чтение и запись файла

Создание FileStream FileStream(string filename, FileMode mode)

Чтение и запись файлов

Посмотрим на примере считывания-записи в текстовый файл:

using System;
using System.IO;
 
namespace HelloApp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // создаем каталог для файла
            string path = @"C:\SomeDir2";
            DirectoryInfo dirInfo = new DirectoryInfo(path);
            if (!dirInfo.Exists)
            {
                dirInfo.Create();
            }
            Console.WriteLine("Введите строку для записи в файл:");
            string text = Console.ReadLine();
 
            // запись в файл
            using (FileStream fstream = new FileStream($"{path}\note.txt", FileMode.OpenOrCreate))
            {
                // преобразуем строку в байты
                byte[] array = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(text);
                // запись массива байтов в файл
                fstream.Write(array, 0, array.Length);
                Console.WriteLine("Текст записан в файл");
            }
 
            // чтение из файла
            using (FileStream fstream = File.OpenRead($"{path}\note.txt"))
            {
                // преобразуем строку в байты
                byte[] array = new byte[fstream.Length];
                // считываем данные
                fstream.Read(array, 0, array.Length);
                // декодируем байты в строку
                string textFromFile = System.Text.Encoding.Default.GetString(array);
                Console.WriteLine($"Текст из файла: {textFromFile}");
            }
 
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

В реальных приложениях рекомендуется использовать асинхронные версии методов FileStream, поскольку операции с файлами могут занимать продолжительное время и являются узким местом в работе программы. Например, изменим выше приведенную программу, применив асинхронные методы:

using System;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace HelloApp
{
    class Program
    {
        static async Task Main(string[] args)
        {
            // создаем каталог для файла
            string path = @"C:\SomeDir3";
            DirectoryInfo dirInfo = new DirectoryInfo(path);
            if (!dirInfo.Exists)
            {
                dirInfo.Create();
            }
            Console.WriteLine("Введите строку для записи в файл:");
            string text = Console.ReadLine();
 
            // запись в файл
            using (FileStream fstream = new FileStream($"{path}\note.txt", FileMode.OpenOrCreate))
            {
                byte[] array = System.Text.Encoding.Default.GetBytes(text);
                // асинхронная запись массива байтов в файл
                await fstream.WriteAsync(array, 0, array.Length);
                Console.WriteLine("Текст записан в файл");
            }
 
            // чтение из файла
            using (FileStream fstream = File.OpenRead($"{path}\note.txt"))
            {
                byte[] array = new byte[fstream.Length];
                // асинхронное чтение файла
                await fstream.ReadAsync(array, 0, array.Length);
 
                string textFromFile = System.Text.Encoding.Default.GetString(array);
                Console.WriteLine($"Текст из файла: {textFromFile}");
            }
 
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

Произвольный доступ к файлам

С помощью метода Seek мы можем управлять положением курсора потока, начиная с которого производится считывание или запись в файл. Этот метод принимает два параметра: offset (смещение) и позиция в файле. Позиция в файле описывается тремя значениями:

SeekOrigin.Begin: начало файла
SeekOrigin.End: конец файла
SeekOrigin.Current: текущая позиция в файле

Курсор потока, с которого начинается чтение или запись, смещается вперед на значение offset относительно позиции, указанной в качестве второго параметра. Смещение может быть отрицательным, тогда курсор сдвигается назад, если положительное - то вперед.

Рассмотрим на примере:

using System.IO;
using System.Text;
 
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        string text = "hello world";
             
        // запись в файл
        using (FileStream fstream = new FileStream(@"D:\note.dat", FileMode.OpenOrCreate))
        {
            // преобразуем строку в байты
            byte[] input = Encoding.Default.GetBytes(text);
            // запись массива байтов в файл
            fstream.Write(input, 0, input.Length);
            Console.WriteLine("Текст записан в файл");
 
            // перемещаем указатель в конец файла, до конца файла- пять байт
            fstream.Seek(-5, SeekOrigin.End); // минус 5 символов с конца потока
 
            // считываем четыре символов с текущей позиции
            byte[] output = new byte[4];
            fstream.Read(output, 0, output.Length);
            // декодируем байты в строку
            string textFromFile = Encoding.Default.GetString(output);
            Console.WriteLine($"Текст из файла: {textFromFile}"); // worl
 
            // заменим в файле слово world на слово house
            string replaceText = "house";
            fstream.Seek(-5, SeekOrigin.End); // минус 5 символов с конца потока
            input = Encoding.Default.GetBytes(replaceText);
            fstream.Write(input, 0, input.Length);
 
            // считываем весь файл
            // возвращаем указатель в начало файла
            fstream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
            output = new byte[fstream.Length];
            fstream.Read(output, 0, output.Length);
            // декодируем байты в строку
            textFromFile = Encoding.Default.GetString(output);
            Console.WriteLine($"Текст из файла: {textFromFile}"); // hello house
        }
        Console.Read();
    }
}

Вывод:

Текст записан в файл
Текст из файла: worl
Текст из файла: hello house

Закрытие потока

FileStream fstream = null;
try
{
    fstream = new FileStream(@"D:\note3.dat", FileMode.OpenOrCreate);
    // операции с потоком
}
catch(Exception ex)
{
 
}
finally
{
    if (fstream != null)
        fstream.Close();
}

Чтение и запись текстовых файлов. StreamReader и StreamWriter

Рассмотрим запись в файл на примере:

using System;
using System.IO;
 
namespace HelloApp
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            string writePath = @"C:\SomeDir\hta.txt";
 
            string text = "Привет мир!\nПока мир...";
            try
            {
                using (StreamWriter sw = new StreamWriter(
                    writePath, false, System.Text.Encoding.Default))
                {
                    sw.WriteLine(text);
                }
 
                using (StreamWriter sw = new StreamWriter(
                    writePath, true, System.Text.Encoding.Default))
                {
                    sw.WriteLine("Дозапись");
                    sw.Write(4.5);
                }
                Console.WriteLine("Запись выполнена");
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }
        }
    }
}

По завершении программы в папке C:/SomeDir мы сможем найти файл hta.txt, который будет иметь следующие строки:

Привет мир!
Пока мир...
Дозапись
4,5

Поскольку операции с файлами могут занимать продолжительное время, то в общем случае рекомендуется использовать асинхронную запись. Используем асинхронные версии методов:

using System;
using System.IO;
using System.Threading.Tasks;
 
namespace HelloApp
{
    class Program
    {
        static async Task Main(string[] args)
        {
            string writePath = @"C:\SomeDir\hta2.txt";
 
            string text = "Привет мир!\nПока мир...";
            try
            {
                using (StreamWriter sw = new StreamWriter(
                    writePath, false, System.Text.Encoding.Default))
                {
                    await sw.WriteLineAsync(text);
                }
 
                using (StreamWriter sw = new StreamWriter(
                    writePath, true, System.Text.Encoding.Default))
                {
                    await sw.WriteLineAsync("Дозапись");
                    await sw.WriteAsync("4,5");
                }
                Console.WriteLine("Запись выполнена");
            }
            catch (Exception e)
            {
                Console.WriteLine(e.Message);
            }
        }
    }
}

Бинарные файлы. BinaryWriter и

Посмотрим на реальной задаче применение этих классов. Попробуем с их помощью записывать и считывать из файла массив структур:

struct State
{
    public string name;
    public string capital;
    public int area;
    public double people;
 
    public State(string n, string c, int a, double p)
    {
        name = n;
        capital = c;
        people = p;
        area = a;
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        State[] states = new State[2];
        states[0] = new State("Германия", "Берлин",  357168,  80.8);
        states[1] = new State("Франция", "Париж", 640679, 64.7);
 
        string path= @"C:\SomeDir\states.dat";
 
        try
        {
            // создаем объект BinaryWriter
            using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(File.Open(path, FileMode.OpenOrCreate)))
            {
                // записываем в файл значение каждого поля структуры
                foreach (State s in states)
                {
                    writer.Write(s.name);
                    writer.Write(s.capital);
                    writer.Write(s.area);
                    writer.Write(s.people);
                }
            }
            // создаем объект BinaryReader
            using (BinaryReader reader = new BinaryReader(File.Open(path, FileMode.Open)))
            {
                // пока не достигнут конец файла
                // считываем каждое значение из файла
                while (reader.PeekChar() > -1)
                {
                    string name = reader.ReadString();
                    string capital = reader.ReadString();
                    int area = reader.ReadInt32();
                    double population = reader.ReadDouble();
 
                    Console.WriteLine("Страна: {0}  столица: {1}  площадь {2} кв. км   численность населения: {3} млн. чел.", 
                        name, capital, area, population);
                }
            }
        }
        catch (Exception e)
        {
            Console.WriteLine(e.Message);
        }
        Console.ReadLine();
    }
}

Бинарная сериализация. BinaryFormatter

Атрибут Serializable Чтобы объект определенного класса можно было сериализовать, надо этот класс пометить атрибутом Serializable:

[Serializable]
class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public int Year { get; set; }
 
    public Person(string name, int year)
    {
        Name = name;
        Year = year;
    }
}

Для бинарной сериализации применяется класс BinaryFormatter:

using System;
using System.IO;
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;
 
namespace Serialization
{
    [Serializable]
    class Person
    {
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
 
        public Person(string name, int age)
        {
            Name = name;
            Age = age;
        }
    }
     
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // объект для сериализации
            Person person = new Person("Tom", 29);
            Console.WriteLine("Объект создан");
 
            // создаем объект BinaryFormatter
            BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
            // получаем поток, куда будем записывать сериализованный объект
            using (FileStream fs = new FileStream("people.dat", FileMode.OpenOrCreate))
            {
                formatter.Serialize(fs, person);
 
                Console.WriteLine("Объект сериализован");
            }
 
            // десериализация из файла people.dat
            using (FileStream fs = new FileStream("people.dat", FileMode.OpenOrCreate))
            {
                Person newPerson = (Person)formatter.Deserialize(fs);
 
                Console.WriteLine("Объект десериализован");
                Console.WriteLine($"Имя: {newPerson.Name} --- Возраст: {newPerson.Age}");
            }
 
            Console.ReadLine();
        }
    }
}