Файлы с произвольным доступом

В предыдущих примерах использовались последовательные файлы, т.е. файлы со строго линейным доступом, байт за байтом. Но доступ к содержимому файла может быть и произвольным. Для этого служит, в частности, метод Seek(), определенный в классе FileStream. Этот метод позволяет установить указатель положения в файле, или так называемый указатель файла,на любое место в файле. Ниже приведена общая форма метода Seek():

long Seek(long offset,SeekOrigin origin)

где offset обозначает новое положение указателя файла в байтах относительно заданного начала отсчета (origin). В качестве origin может быть указано одно из приведенных ниже значений, определяемых в перечислении SeekOrigin.

Следующая операция чтения или записи после вызова метода Seek() будет выполняться, начиная с нового положения в файле, возвращаемого этим методом. Если во время поиска в файле возникает ошибка, то генерируется исключение IOException. Если же запрос положения в файле не поддерживается базовым потоком, то генерируется исключение NotSupportedException.

В приведенном ниже примере программы демонстрируется ввод-вывод в файл с произвольным доступом. Сначала в файл записываются прописные буквы английского алфавита, а затем его содержимое считывается обратно в произвольном порядке.

// Продемонстрировать произвольный доступ к файлу.

using System;

using System.IO;

class RandomAccessDemo

{

static void Main()

{

FileStream f = null;

char ch;

try

{

f = new FileStream("random.dat", FileMode.Create);

// Записать английский алфавит в файл.

for (int i = 0; i < 26; i++)

f.WriteByte((byte)('A' + i));

// А теперь считать отдельные буквы английского алфавита.

f.Seek(0, SeekOrigin.Begin); // найти первый байт

ch = (char)f.ReadByte();

Console.WriteLine("Первая буква: " + ch);

f.Seek(1, SeekOrigin.Begin); // найти второй байт

ch = (char)f.ReadByte();

Console.WriteLine("Вторая буква: " + ch);

f.Seek(4, SeekOrigin.Begin); // найти пятый байт

ch = (char)f.ReadByte();

Console.WriteLine("Пятая буква: " + ch);

Console.WriteLine();

// А теперь прочитать буквы английского алфавита через одну.

Console.WriteLine("Буквы алфавита через одну: ");

for (int i = 0; i < 26; i += 2)

{

f.Seek(i, SeekOrigin.Begin); // найти i-й символ

ch = (char)f.ReadByte();

Console.Write(ch + " ");

}

}

catch (IOException exc)

{

Console.WriteLine("Ошибка ввода-вывода\n" + exc.Message);

}

finally

{

if (f!= null) f.Close();

}

Console.WriteLine();

}

}

Первая буква: А

Вторая буква: В

Пятая буква: Е

Буквы алфавита через одну:

А C E G I K M O Q S U W Y

Несмотря на то что метод Seek() имеет немало преимуществ при использовании с файлами, существует и другой способ установки текущего положения в файле с помощью свойства Position. Как следует из табл. 14.2, свойство Position доступно как для чтения, так и для записи. Поэтому с его помощью можно получить или же установить текущее положение в файле. В качестве примера ниже приведен фрагмент кода из предыдущей программы записи и чтения из файла с произвольным доступом random.dat, измененный с целью продемонстрировать применение свойства Position.

Console.WriteLine("Буквы алфавита через одну: ");

for (int i = 0; i < 26; i += 2)

{

f.Position = i; // найти i-й символ посредством свойства Position

ch = (char)f.ReadByte();

Console.Write(ch + " ");

}

Применение класса MemoryStream

Иногда оказывается полезно читать вводимые данные из массива или записывать выводимые данные в массив, а не вводить их непосредственно из устройства или выводить прямо на него. Для этой цели служит класс MemoryStream. Он представляет собой реализацию класса Stream, в которой массив байтов используется для ввода и вывода. В классе MemoryStream определено несколько конструкторов. Ниже представлен один из них:

MemoryStream(byte[] buffer)

где buffer обозначает массив байтов, используемый в качестве источника или адресата в запросах ввода-вывода. Используя этот конструктор, следует иметь в виду, что массив buffer должен быть достаточно большим для хранения направляемых в него данных.

// Продемонстрировать применение класса MemoryStream.

using System;

using System.IO;

class MemStrDemo

{

static void Main()

{

byte[] storage = new byte[255];

// Создать запоминающий поток.

MemoryStream memstrm = new MemoryStream(storage);

// Заключить объект memstrm в оболочки классов чтения и записи данных в потоки.

StreamWriter memwtr = new StreamWriter(memstrm);

StreamReader memrdr = new StreamReader(memstrm);

try

{

// Записать данные в память, используя объект memwtr.

for (int i = 0; i < 10; i++)

memwtr.WriteLine("byte [" + i + "]: " + i);

// Поставить в конце точку.

memwtr.WriteLine(".");

memwtr.Flush();

Console.WriteLine("Чтение прямо из массива storage: ");

// Отобразить содержимое массива storage непосредственно,

foreach (char ch in storage)

{

if (ch == '.') break;

Console.Write(ch);

}

Console.WriteLine("\nЧтение из потока с помощью объекта memrdr: ");

// Читать из объекта memstrm средствами ввода данных из потока.

memstrm.Seek(0, SeekOrigin.Begin); // установить указатель файла

// в исходное положение

string str = memrdr.ReadLine();

while (str!= null)

{

str = memrdr.ReadLine();

if (str[0] == '.') break;

Console.WriteLine(str);

}

}

catch (IOException exc)

{

Console.WriteLine("Ошибка ввода-вывода\n" + exc.Message);

}

finally

{

// Освободить ресурсы считывающего и записывающего потоков.

memwtr.Close();

memrdr.Close();

}

}

}

Чтение прямо из массива storage:

byte [0]: 0

byte [1]: 1

byte [2]: 2

byte [3]: 3

byte [4]: 4

byte [5]: 5

byte [6]: 6

byte [7]: 7

byte [8]: 8

byte [9]: 9

Чтение из потока с помощью объекта memrdr:

byte [1]: 1

byte [2]: 2

byte [3]: 3

byte [4]: 4

byte [5]: 5

byte [6]: 6

byte [7]: 7

byte [8]: 8

byte [9]: 9

В этой программе сначала создается массив байтов, называемый storage. Затем этот массив используется в качестве основной памяти для объекта memstrm класса MemoryStream. Из объекта memstrm, в свою очередь, создаются объекты memrdr класса StreamReader и memwtr класса StreamWriter. С помощью объекта memwtr выводимые данные записываются в запоминающий поток. Обратите внимание на то, что после записи выводимых данных для объекта memwtr вызывается метод Flush(). Это необходимо для того, чтобы содержимое буфера этого объекта записывалось непосредственно в базовый массив. Далее содержимое базового массива байтов отображается вручную в цикле foreach. После этого указатель файла устанавливается с помощью метода Seek() в начало запоминающего потока, из которого затем вводятся данные с помощью объекта потока memrdr.

Применение классов StringReader и StringWriter

Для выполнения операций ввода-вывода с запоминанием в некоторых приложениях в качестве базовой памяти иногда лучше использовать массив типа string, чем массив типа byte. Именно для таких случаев и предусмотрены классы StringReader и StringWriter. В частности, класс StringReader наследует от класса TextReader, а класс StringWriter — от класса TextWriter. Следовательно, они представляют собой потоки, имеющие доступ к методам, определенным в этих двух базовых классах, что позволяет, например, вызывать метод ReadLine() для объекта класса StringReader, а метод WriteLine() — для объекта класса StringWriter.

Ниже приведен конструктор класса StringReader:

StringReader(string s)

где s обозначает символьную строку, из которой производится чтение.

В классе StringWriter определено несколько конструкторов. Ниже представлен один из наиболее часто используемых.

StringWriter()

Этот конструктор создает записывающий поток, который помещает выводимые данные в строку. Для получения содержимого этой строки достаточно вызвать метод ToString().

using System;

using System.IO;

class StrRdrDemo

{

static void Main()

{

StringWriter strwtr = null;

StringReader strrdr = null;

try

{

// Создать объект класса StringWriter.

strwtr = new StringWriter();

// Вывести данные в записывающий поток типа StringWriter.

for (int i = 0; i < 10; i++)

strwtr.WriteLine("Значение i равно: " + i);

// Создать объект класса StringReader.

strrdr = new StringReader(strwtr.ToString());

//А теперь ввести данные из считывающего потока типа StringReader

string str = strrdr.ReadLine();

while (str!= null)

{

str = strrdr.ReadLine();

Console.WriteLine(str);

}

}

catch (IOException exc)

{

Console.WriteLine("Ошибка ввода-вывода\n" + exc.Message);

}

finally

{

// Освободить ресурсы считывающего и записывающего потоков.

if (strrdr!= null) strrdr.Close();

if (strwtr!= null) strwtr.Close();

}

}

}І

В данном примере сначала создается объект strwtr класса StringWriter, в который выводятся данные с помощью метода WriteLine(). Затем создается объект класса StringReader с использованием символьной строки, содержащейся в объекте strwtr. Эта строка получается в результате вызова метода ToString() для объекта strwtr. И наконец, содержимое данной строки считывается с помощью метода ReadLine().

Класс File

В среде .NET Framework определен класс File, который может оказаться полезным для работы с файлами, поскольку он содержит несколько статических методов, выполняющих типичные операции над файлами. В частности, в классе File имеются методы для копирования и перемещения, шифрования и расшифровывания, удаления файлов, а также для получения и задания информации о файлах, включая сведения об их существовании, времени создания, последнего доступа и различные атрибуты файлов (только для чтения, скрытых и пр.). Кроме того, в классе File имеется ряд удобных методов для чтения из файлов и записи в них, открытия файла и получения ссылки типа FileStream на него. В классе File содержится слишком много методов для подробного их рассмотрения, поэтому мы уделим внимание только трем из них. Сначала будет представлен метод Сору(), а затем — методы Exists() и GetLastAccessTime().

Копирование файлов с помощью метода Сору()

Ранее в этой главе демонстрировался пример программы, в которой файл копировался вручную путем чтения байтов из одного файла и записи в другой. И хотя задача копирования файлов не представляет особых трудностей, ее можно полностью автоматизировать с помощью метода Сору(), определенного в классе File. Ниже представлены две формы его объявления.

static void Copy (string имя_исходного_файла,string имя_целевого_файла)

static void Copy (string имя_исходного_файла,string имя_целевого_файла,

boolean overwrite)

В первой форме данный метод копирует файл только в том случае, если файл, на который указывает имя_целево-го_файла, еще не существует. А во второй форме копия заменяет и перезаписывает целевой файл, если он существует и если параметр overwrite принимает логическое значение true. Но в обоих случаях может быть сгенерировано несколько видов исключений, включая IOException и FileNotFoundException.

В приведенном ниже примере программы метод Сору() применяется для копирования файла. Имена исходного и целевого файлов указываются в командной строке.

using System;

using System.IO;

class CopyFile

{

static void Main(string[] args)

{

if (args.Length!= 2)

{

Console.WriteLine("Применение: CopyFile Откуда Куда");

return;

}

// Копировать файлы.

try

{

File.Copy(args[0], args[1]);

}

catch (IOException exc)

{

Console.WriteLine("Ошибка копирования файла\n" + exc.Message);

}

}

}

Применение методов Exists() и GetLastAccessTime()

Метод Exists() определяет, существует ли файл, а метод GetLastAccessTime() возвращает дату и время последнего доступа к файлу. Ниже приведены формы объявления обоих методов.

static bool Exists(string путь)

static DateTime GetLastAccessTime(string путь)

В обоих методах путь обозначает файл, сведения о котором требуется получить. Метод Exists() возвращает логическое значение true, если файл существует и доступен для вызывающего процесса. А метод GetLastAccessTime() возвращает структуру DateTime, содержащую дату и время последнего доступа к файлу.

using System;

using System.IO;

class ExistsDemo

{

static void Main()

{

if (File.Exists("test.txt"))

Console.WriteLine("Файл существует. В последний раз он был доступен "

+ File.GetLastAccessTime("test.txt"));

else Console.WriteLine("Файл не существует");

}

}

Кроме того, время создания файла можно выяснить, вызвав метод GetCreationTime(), а время последней записи в файл, вызвав метод GetLastWriteTime(). Имеются также варианты этих методов для представления данных о файле в формате всеобщего скоординированного времени (UTC). Попробуйте поэкспериментировать с ними.

using System;

using System.IO;

class ExistsDemo

{

static void Main()

{

if (File.Exists("test.txt"))

{

Console.WriteLine("Файл существует.\nВ последний раз он был доступен "

+ File.GetLastAccessTime("test.txt"));

Console.WriteLine("Время создания файла "

+ File.GetCreationTime("test.txt"));

Console.WriteLine("Время последней записи в файл "

+ File.GetLastWriteTime("test.txt"));

}

else Console.WriteLine("Файл не существует");

}

}