C# для профессионалов. Том II - Симон Робинсон

Метод ReadByte() является простейшим способом чтения данных: он захватывает один байт из потока и преобразовывает результат в int, имеющее значение между 0 и 255. По достижении конца потока возвращается -1:

int NextByte = fs.ReadByte();

Если желательно прочитать несколько байтов за один раз, можно вызвать метод Read(), который читает указанное число байтов в массиве. Read() возвращает реально прочитанное число байтов, если это значение равно нулю, то это говорит о конце потока:

// считать 100 байтов int nBytes = 100;

byte [] ByteArray = new byte[nBytes];

int nBytesRead = fs.Read(ByteArray, 0, nBytes);

Второй параметр в методе Read() — смещение, которое указывает операции Read начать заполнение массива с элемента, отличного от первого.

Если требуется записать данные в файл, то существует два параллельных метода WriteByte() и Write(). WriteByte() записывает один байт в поток:

byte Next Byte = 100; fs.WriteByte(NextByte);

Write(), с другой стороны, записывает массив байтов:

// чтобы записать 100 байтов

int nBytes = 100;

byte [] ByteArray = new byte[nBytes];

// здесь массив заполняется значениями, которые надо записать

fs.Write(BуteArray, 0, nBytes);

Как и для метода Read(), второй параметр позволяет начать записывать с некоторого места, отличного от начала массива. Оба метода WriteByte() и Write() возвращают void.

Помимо этих методов FileStream реализует также другие методы и свойства для выполнения задач учета, типа определения числа байтов в потоке, блокирования потока или очистки буфера. Эти методы обычно не требуются для базового чтения и записи, а если они потребуются, все детали находятся в документации MSDN.

Пример: объект чтения двоичного файла

Для иллюстрации использования класса FileStream напишем пример BinaryFileReader, который считывает и выводит любой файл. Он создается в Visual Studio.NET как оконное приложение. Добавляем один пункт меню, который выводит стандартный диалог OpenFileDialog, запрашивающий файл для чтения, а затем выводит файл. Так как мы читаем двоичные файлы, нам необходимо иметь возможность выводить непечатные символы. Делаем это, выводя каждый байт файла отдельно, по 16 байтов в каждой строке многострочного текстового поля. Если байт представляет печатный символ ASCII, выводится этот символ, иначе выводится значение байта в шестнадцатеричном формате. В любом случае, мы дополняем выводимый текст пробелами, так что каждый выводимый 'байт' занимает четыре столбца, чтобы байты аккуратно выровнялись друг под другом.

Вот как выглядит работа BinaryFileReader при просмотре текстового файла (так как BinaryFileReader может просматривать любой файл, вполне возможно использовать его для текстовых файлов так же, как и для двоичных.) В этом случае пример считывает файл, содержащий переговоры, которые происходили в известной игре "Цивилизация".

Очевидно, что этот формат больше подходит для просмотра значений отдельных байтов, а не для вывода текста. Позже в этой главе будет дан пример, специально созданный для чтения текстовых файлов, тогда можно будет увидеть содержимое такого файла. С другой стороны, преимущество этого примера состоит в том, что мы можем увидеть содержимое любого файла.

Для этого примера запись в файлы не показана. Это связано с тем, что мы не хотим увязнуть в сложностях попыток перевода содержимого текстового поля, представленного выше, в двоичный поток. Мы рассмотрим запись в файлы позже, когда разработаем пример, который может считывать и записывать текстовые файлы.

Итак, запишем код. Вначале добавим дополнительные инструкции using, так как помимо System.IO этот пример будет использовать класс StringBuilder из пространства имен System.Text для создания строк текстового поля:

using System.IO;

using System.Text;

Затем добавляются поля в класс основной формы, одно для представления файлового диалога, и строка, которая задает путь доступа к файлу, просматриваемому в текущий момент:

public class Form1 : System.Windows.Forms.Form {

 OpenFileDialog ChooseOpenFileDialog = new OpenFileDialog();

 string ChosenFile;

Нам нужно также добавить стандартный код формы Windows для работы методов обработки меню и файлового диалога:

 public Form1() {

  InitializeComponent();

  menuFileOpen.Click += new EventHandler(OnFileOpen);

  ChooseOpenFileDialog.FileOk += new CancelEventHandler(OnOpenFileDialogOK);

 }

 void OnFileOpen(object Sender, EventArgs e) {

  ChooseOpenFileDialog.ShowDialog();

 }

 void OnOpenFileDialogOK(object Sender, CancelEventArgs e) {

  ChosenFile = ChooseOpenFileDialog.FileName;

  this.Text = ChosenFile;

  DisplayFile();

 }

Из этого кода мы видим, что, когда пользователь нажимает OK, чтобы выбрать файл в файловом диалоге, вызывается метод DisplayFile(), который реально выполняет работу считывания файла:

 void DisplayFile() {

  int nCols = 16;

  FileStream InStream = new FileStream(ChosenFile, FileMode.Open, FileAccess.Read);

  long nBytesToRead = InStream.Length; if (nBytesToRead > 65536/4)

  nBytesToRead = 65536/4;

  int nLines = (int)(nBytesToRead/nCols) + 1;

  String [] Lines = new string[nLines];

  int nBytesRead = 0;

  for (int i=0; i<nLines; i++) {

   StringBuilder NextLine = new StringBuilder();

   NextLine.Capacity = 4*nCols;

   for (int j = 0; j<nCols; j++) {

    int NextByte = InStream.ReadByte();

    nBytesRead++;

    if (NextByte <0 || nBytesRead > 65536) break;

    char NextChar = (char)NextByte;

    if (NextChar < 16)

NextLine.Append(" x0" + string.Format("{0,1:X}", (int(NextChar));

    else if (char.IsLetterOrDigit(NextChar) || char.IsPunctuation(NextChar))

    (NextLine.Append(" " + NextChar + " ");

    else NextLine.Append(" x" + string.Format("{0,2:X}", (int)NextChar));

   }

   Lines[i] = NextLine.ToString();

  }

  InStream.Close();

  this.textBoxContents.Lines = Lines;

 }

Разберем данный метод подробнее. Мы создаем экземпляр FileStream для выбранного файла и хотим открыть существующий файл для чтения. Затем мы определяем, сколько существует байтов для чтения и сколько строк должно выводиться. Число байтов обычно равно числу байтов в файле. Однако текстовые поля могут выводить максимум только 65536 символов, и для выбранного формата выводится 4 символа для каждого байта в файле, поэтому необходимо сделать ограничение числа показываемых байтов, если файл длиннее 65536/4 = 16384.

В случае выведения более длинных файлов в таком рабочем окружении можно рассмотреть класс RichTextBox в пространстве имен System.Windows.Forms. RichTextBox аналогичен текстовому полю, но имеет значительно более развитые средства форматирования и не имеет ограничения на объем выводимого текста. Мы используем здесь TextBox, чтобы сохранить тривиальность примера и сосредоточиться на процессе чтения файла.

Основная часть метода представлена в двух вложенных циклах for, которые создают каждую строку текста для вывода. Мы используем класс StringBuilder для создания каждой строки по соображениям производительности. Мы будем добавлять подходящий текст для каждого байта к строке, которая представляет каждую линию 16 раз. Если каждый раз мы будем выделять новую строку и делать копию полусозданной линии, мы не только затратим много времени на выделение строк, но истратим много памяти из кучи динамической памяти. Отметим, что наше определение 'печатных' символов соответствует буквам, цифрам и символам пунктуации, как указано соответствующими статическими методами System.Char. Мы исключили, однако, все символы со значением меньше 16 из списка печатных символов, а значит, будем перехватывать возврат каретки (13) и перевод строки (10) как двоичные символы (многострочное текстовое поле не может правильно вывести эти символы, если они встречаются отдельно внутри строки).

В конце мы закрываем поток и задаем содержимое текстового поля как массив строк, который был создан.

Чтение и запись текстовых файлов

Теоретически вполне возможно использование класса FileStream для чтения и вывода текстовых файлов. В конце концов, мы уже продемонстрировали, как это делается. Формат, в котором выводился выше файл CivNegotiations.txt, был не очень удобен для пользователя, но это было связано не с какой-либо внутренней проблемой класса FileStream, а со способом, который был выбран для вывода результатов в текстовом поле.

Если известно, что определенный файл содержит текст, то будет более удобно прочитать его с помощью классов StreamReader и StreamWriter. Это связано с тем, что эти классы работают на чуть более высоком уровне, и предназначены специально для чтения текста. Методы, которые они реализуют, способны автоматически определять, где находятся удобные точки для остановки чтения, основываясь на содержимом потока. В частности: