Текст книги "C# 4.0: полное руководство"
Автор книги: Герберт Шилдт
Жанр:
Программирование
сообщить о нарушении
Текущая страница: 34 (всего у книги 83 страниц)
Несмотря на то что файлы часто обрабатываются побайтово, для этой цели можно воспользоваться также символьными потоками. Преимущество символьных потоков заключается в том, что они оперируют символами непосредственно в уникоде. Так, если требуется сохранить текст в уникоде, то для этого лучше всего подойдут именно символьные потоки. В целом, для выполнения операций символьного ввода-вывода в файлы объект класса FileStream заключается в оболочку класса StreamReader или StreamWriter. В этих классах выполняется автоматическое преобразование байтового потока в символьный и наоборот.
Не следует, однако, забывать, что на уровне операционной системы файл представляет собой набор байтов. И применение класса StreamReader или StreamWriter никак не может этого изменить.
Класс StreamWriter является производным от класса ТехtWriteг, а класс StreamReader – производным от класса TextReader. Следовательно, в классах StreamReader и StreamWriter доступны методы и свойства, определенные в их базовых классах.
Применение класса StreamWriter
Для создания символьного потока вывода достаточно заключить объект класса Stream, например FileStream, в оболочку класса StreamWriter. В классе StreamWriter определено несколько конструкторов. Ниже приведен едва ли не самый распространенный среди них:
StreamWriter(Stream поток)
где поток обозначает имя открытого потока. Этот конструктор генерирует исключение ArgumentException, если поток не открыт для вывода, а также исключение ArgumentNullException, если поток оказывается пустым. После создания объекта класс StreamWriter выполняет автоматическое преобразование символов в байты.
Ниже приведен простой пример сервисной программы ввода с клавиатуры и вывода на диск набранных текстовых строк, сохраняемых в файле test.txt. Набираемый тест вводится до тех пор, пока в нем не встретится строка "стоп". Для символьного вывода в файл в этой программе используется объект класса FileStream, заключенный в оболочку класса StreamWriter.
// Простая сервисная программа ввода с клавиатуры и вывода на диск,
// демонстрирующая применение класса StreamWriter.
using System;
using System.IO;
class KtoD {
static void Main() {
string str;
FileStream fout;
// Открыть сначала поток файлового ввода-вывода,
try {
fout = new FileStream(«test.txt», FileMode.Create);
}
catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка открытия файла:» + exc.Message);
return ;
}
// Заключить поток файлового ввода-вывода
//в оболочку класса StreamWriter.
StreamWriter fstr_out = new StreamWriter(fout) ;
try {
Console.WriteLine(«Введите текст, а по окончании – 'стоп'.»);
do {
Console.Write (": ");
str = Console.ReadLine();
if(str != «стоп») {
str = str + «rn»; // добавить новую строку
fstr_out.Write(str);
}
} while(str != «стоп»);
} catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка ввода-вывода:n» + exc.Message);
} finally {
fstr_out.Close();
}
}
}
В некоторых случаях файл удобнее открывать средствами самого класса StreamWriter. Для этого служит один из следующих конструкторов:
StreamWriter(string путь)
StreamWriter(string путь, bool append)
где путь – это имя открываемого файла, включая полный путь к нему. Если во второй форме этого конструктора значение параметра append равно true, то выводимые данные присоединяются в конец существующего файла. В противном случае эти данные перезаписывают содержимое указанного файла. Но независимо от формы конструктора файл создается, если он не существует. При появлении ошибок ввода-вывода в обоих случаях генерируется исключение IOException. Кроме того, могут быть сгенерированы и другие исключения.
Ниже приведен вариант представленной ранее сервисной программы ввода с клавиатуры и вывода на диск, измененный таким образом, чтобы открывать выходной файл средствами самого класса StreamWriter.
// Открыть файл средствами класса StreamWriter.
using System;
using System.IO;
class KtoD {
static void Main() {
string str;
StreamWriter fstr_out = null;
try {
// Открыть файл, заключенный в оболочку класса StreamWriter.
fstr_out = new StreamWriter(«test.txt»);
Console.WriteLine(«Введите текст, а по окончании – 'стоп'.»);
do {
Console.Write (": ");
str = Console.ReadLine();
if(str != «стоп») {
str = str + «rn»; // добавить новую строку
fstr_out.Write(str);
}
} while(str != «стоп»);
} catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка ввода-вывода:n» + exc.Message);
} finally {
if(fstr_out != null) fstr_out.Close() ;
}
}
}
Применение класса StreamReader
Для создания символьного потока ввода достаточно заключить байтовый поток в оболочку класса StreamReader. В классе StreamReader определено несколько конструкторов. Ниже приведен наиболее часто используемый конструктор:
StreamReader(Stream поток)
где поток обозначает имя открытого потока. Этот конструктор генерирует исключение ArgumentNullException, если поток оказывается пустым, а также исключение ArgumentException, если поток не открыт для ввода. После своего создания объект класса StreamReader выполняет автоматическое преобразование байтов в символы. По завершении ввода из потока типа StreamReader его нужно закрыть. При этом закрывается и базовый поток.
В приведенном ниже примере создается простая сервисная программа ввода с диска и вывода на экран содержимого текстового файла test.txt. Она служит дополнением к представленной ранее сервисной программе ввода с клавиатуры и вывода на диск.
// Простая сервисная программа ввода с диска и вывода на экран,
// демонстрирующая применение класса StreamReader.
using System;
using System.IO;
class DtoS {
static void Main() {
FileStream fin;
string s;
try {
fin = new FileStream(«test.txt», FileMode.Open);
}
catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка открытия файла:» + exc.Message);
return;
}
StreamReader fstr_in = new StreamReader(fin);
try {
while((s = fstr_in.ReadLine()) != null) {
Console.WriteLine(s);
}
} catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка ввода-вывода:n» + exc.Message);
} finally {
fstr_in.Close();
}
}
}
Обратите внимание на то, как в этой программе определяется конец файла. Когда метод ReadLine() возвращает пустую ссылку, это означает, что достигнут конец файла. Такой способ вполне работоспособен, но в классе StreamReader предоставляется еще одно средство для обнаружения конца потока – EndOfStream. Это доступное для чтения свойство имеет логическое значение true, когда достигается конец потока, в противном случае – логическое значение false. Следовательно, свойство EndOfStream можно использовать для отслеживания конца файла. В качестве примера ниже представлен другой способ организации цикла while для чтения из файла.
while(!fstr_in.EndOfStream) {
s = fstr_in.ReadLine();
Console.WriteLine(s);
}
В данном случае код немного упрощается благодаря свойству EndOf Stream, хотя общий порядок выполнения операции ввода из файла не меняется. Иногда такое применение свойства EndOfStream позволяет несколько упростить сложную ситуацию, внося ясность и улучшая структуру кода.
Иногда файл проще открыть, используя непосредственно класс StreamReader, аналогично классу StreamWriter. Для этой цели служит следующий конструктор:
StreamReader(string путь)
где путь – это имя открываемого файла, включая полный путь к нему. Указываемый файл должен существовать. В противном случае генерируется исключение FileNotFoundException. Если путь оказывается пустым, то генерируется исключение ArgumentNullException. А если путь содержит пустую строку, то генерируется исключение ArgumentException. Кроме того, могут быть сгенерированы исключения IOException и DirectoryNotFoundException.
Как упоминалось ранее, стандартные потоки, например Console.In, могут быть переадресованы. И чаще всего они переадресовываются в файл. Когда стандартный поток переадресовывается, то вводимые или выводимые данные направляются в новый поток в обход устройств, используемых по умолчанию. Благодаря переадресации стандартных потоков в программе может быть организован ввод команд из дискового файла, создание файлов журнала регистрации и даже чтение входных данных из сетевого соединения.
Переадресация стандартных потоков достигается двумя способами. Прежде всего, это делается при выполнении программы из командной строки с помощью операторов < и >, переадресовывающих потоки Console.In и Console.Out соответственно. Допустим, что имеется следующая программа.
using System;
class Test {
static void Main() {
Console.WriteLine(«Это тест.»);
}
}
Если выполнить эту программу из командной строки Test > log то символьная строка «Это тест.» будет выведена в файл log. Аналогичным образом переадресуется ввод. Но для переадресации ввода указываемый источник входных данных должен удовлетворять требованиям программы, иначе она «зависнет».
Операторы < и >, выполняющие переадресацию из командной строки, не являются составной частью С#, а предоставляются операционной системой. Поэтому если в рабочей среде поддерживается переадресация ввода-вывода, как, например, в Windows, то стандартные потоки ввода и вывода можно переадресовать, не внося никаких изменений в программу. Тем не менее существует другой способ, позволяющий осуществлять переадресацию стандартных потоков под управлением самой программы. Для этого служат приведенные ниже методы SetIn(), SetOut() и SetError(), являющиеся членами класса Console.
static void SetIn(TextReader новый_поток_ввода)
static void SetOut(TextWriter новый_поток_вывода)
static void SetError(TextWriter новый_поток_сообщений_об_ошибках)
Таким образом, для переадресации ввода вызывается метод SetIn() с указанием требуемого потока. С этой целью может быть использован любой поток ввода, при условии, что он является производным от класса TextReader. А для переадресации вывода вызывается метод SetOut() с указанием требуемого потока вывода, который должен быть также производным от класса TextReader. Так, для переадресации вывода в файл достаточно указать объект класса FileStream, заключенный в оболочку класса StreamWriter. Соответствующий пример программы приведен ниже.
// Переадресовать поток Console.Out.
using System;
using System.IO;
class Redirect {
static void Main() {
StreamWriter log_out = null;
try {
log_out = new StreamWriter(«logfile.txt»);
// Переадресовать стандартный вывод в файл logfile.txt.
Console.SetOut(log_out);
Console.WriteLine(«Это начало файла журнала регистрации.»);
for(int i=0; i<10; i++) Console.WriteLine(i);
Console.WriteLine(«Это конец файла журнала регистрации.»);
} catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка ввода-вывода» + exc.Message);
} finally {
if(log_out != null) log_out.Close();
}
}
}
При выполнении этой программы на экран ничего не выводится, но файл logfile. txt будет содержать следующее.
Это начало файла журнала регистрации.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Это конец файла журнала регистрации.
Попробуйте сами поупражняться в переадресации других встроенных потоков.
Чтение и запись двоичных данных
В приведенных ранее примерах демонстрировались возможности чтения и записи байтов или символов. Но ведь имеется также возможность (и ею пользуются часто) читать и записывать другие типы данных. Например, можно создать файл, содержащий данные типа int, double или short. Для чтения и записи двоичных значений встроенных в C# типов данных служат классы потоков BinaryReader и BinaryWriter. Используя эти потоки, следует иметь в виду, что данные считываются и записываются во внутреннем двоичном формате, а не в удобочитаемой текстовой форме.
Класс BinaryWriter
Класс BinaryWriter служит оболочкой, в которую заключается байтовый поток, управляющий выводом двоичных данных. Ниже приведен наиболее часто употребляемый конструктор этого класса:
BinaryWriter(Stream output)
где output обозначает поток, в который выводятся записываемые данные. Для записи в выходной файл в качестве параметра output может быть указан объект, создаваемый средствами класса FileStream. Если же параметр output оказывается пустым, то генерируется исключение ArgumentNullException. А если поток, определяемый параметром output, не был открыт для записи данных, то генерируется исключение ArgumentException. По завершении вывода в поток типа BinaryWriter его нужно закрыть. При этом закрывается и базовый поток.
В классе BinaryWriter определены методы, предназначенные для записи данных всех встроенных в C# типов. Некоторые из этих методов перечислены в табл. 14.5. Обратите внимание на то, что строковые данные типа string записываются во внутреннем формате с указанием длины строки. Кроме того, в классе BinaryWriter определены стандартные методы Close() и Flush(), действующие аналогично описанному выше.
Таблица 14.5. Наиболее часто используемые методы, определенные в классе BinaryWriter
Метод – Описание
void Write(sbyte value) – Записывает значение типа sbyte со знаком
void Write(byte value) – Записывает значение типа byte без знака
void Write(byte[] buffer) – Записывает массив значений типа byte
void Write(short value) – Записывает целочисленное значение типа short (короткое целое)
void Write(ushort value) – Записывает целочисленное значение типа ushort (короткое целое без знака)
void Write (int value) – Записывает целочисленное значение типа int
void Write(uint value) – Записывает целочисленное значение типа uint (целое без знака)
void Write(long value) – Записывает целочисленное значение типа long (длинное целое)
void Write(ulong value) – Записывает целочисленное значение типа ulong (длинное целое без знака)
void Write(float value) – Записывает значение типа float (с плавающей точкой одинарной точности)
void Write(double value) – Записывает значение типа double (с плавающей точкой двойной точности)
void Write(decimal value) – Записывает значение типа decimal (с двумя десятичными разрядами после запятой)
void Write(char ch) – Записывает символ
void Write (char[] buffer) – Записывает массив символов
void Write(string value) Записывает строковое значение типа string, представленное во внутреннем формате с указанием длины строки
Класс BinaryReader
Класс BinaryReader служит оболочкой, в которую заключается байтовый поток, управляющий вводом двоичных данных. Ниже приведен наиболее часто употребляемый конструктор этого класса:
BinaryReader(Stream input)
где input обозначает поток, из которого вводятся считываемые данные. Для чтения из входного файла в качестве параметра input может быть указан объект, создаваемый средствами класса FileStream. Если же поток, определяемый параметром input, не был открыт для чтения данных или оказался недоступным по иным причинам, то генерируется исключение ArgumentException. По завершении ввода из потока типа BinaryReader его нужно закрыть. При этом закрывается и базовый поток.
В классе BinaryReader определены методы, предназначенные для чтения данных всех встроенных в C# типов. Некоторые из этих методов перечислены в табл. 14.6. Следует, однако, иметь в виду, что в методе Readstring() считывается символьная строка, хранящаяся во внутреннем формате с указанием ее длины. Все методы данного класса генерируют исключение IOException, если возникает ошибка ввода. Кроме того, могут быть сгенерированы и другие исключения.
Таблица 14.6. Наиболее часто используемые методы, определенные в классе BinaryReader
Метод – Описание
bool ReadBoolean() – Считывает значение логического типа bool
byte ReadByte() – Считывает значение типа byte
sbyte ReadSByte() – Считывает значение типа sbyte
byte[] ReadBytes(int count) – Считывает количество count байтов и возвращает их в виде массива
char ReadChar() – Считывает значение типа char
char[] ReadChars(int count) – Считывает количество count символов и возвращает их в виде массива
decimal ReadDecimal() – Считывает значение типа decimal
double ReadDouble() – Считывает значение типа double
float ReadSingle() – Считывает значение типа float
short Readlnt16() – Считывает значение типа short
int Readlnt32() – Считывает значение типа int
long Readlnt64() – Считывает значение типа long
ushort ReadUIntl6() – Считывает значение типа ushort
uint ReadUInt32() – Считывает значение типа uint
ulong ReadUInt64() – Считывает значение типа ulong
string ReadString() – Считывает значение типа string, представленное во внутреннем двоичном формате с указанием длины строки. Этот метод следует использовать для считывания строки, которая была записана средствами класса BinaryWriter
В классе BinaryWriter определены также три приведенных ниже варианта метода Read().
При неудачном исходе операции чтения эти методы генерируют исключение IOException. Кроме того, в классе BinaryReader определен стандартный метод Close().
Метод – Описание
int Read() – Возвращает целочисленное представление следующего доступного символа из вызывающего потока ввода. При обнаружении конца файла возвращает значение -1
int Read(byte [] buffer,int offset, int count) – Делает попытку прочитать количество count байтов в массив buffer, начиная с элемента buffer[offset], и возвращает количество успешно считанных байтов
int Read(char[]buffer, int offset, int count) – Делает попытку прочитать количество count символов в массив buffer, начиная с элемента buffer[offset], и возвращает количество успешно считанных символов
Ниже приведен пример программы, в котором демонстрируется применение классов BinaryReader и BinaryWriter для двоичного ввода-вывода. В этой программе в файл записываются и считываются обратно данные самых разных типов.
// Записать двоичные данные, а затем считать их обратно.
using System;
using System.IO;
class RWData {
static void Main() {
BinaryWriter dataOut;
BinaryReader dataIn;
int i = 10;
double d = 1023.56;
bool b = true;
string str = «Это тест»;
// Открыть файл для вывода,
try {
dataOut = new
BinaryWriter(new FileStream(«testdata», FileMode.Create));
}
catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка открытия файла:» + exc.Message); return;
}
// Записать данные в файл,
try {
Console.WriteLine("Запись " + i);
dataOut.Write(i);
Console.WriteLine("Запись " + d);
dataOut.Write(d);
Console.WriteLine("Запись " + b);
dataOut.Write(b);
Console.WriteLine("Запись " + 12.2 * 7.4);
dataOut.Write(12.2 * 7.4);
Console.WriteLine("Запись " + str);
dataOut.Write(str);
}
catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка ввода-вывода:n» + exc.Message);
} finally {
dataOut.Close();
}
Console.WriteLine();
//А теперь прочитать данные из файла,
try {
dataIn = new
BinaryReader(new FileStream(«testdata», FileMode.Open));
}
catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка открытия файла:» + exc.Message);
return;
}
try {
i = dataIn.ReadInt32();
Console.WriteLine("Чтение " + i);
d = dataIn.ReadDouble();
Console.WriteLine("Чтение " + d);
b = dataIn.ReadBoolean();
Console.WriteLine("Чтение " + b);
d = dataIn.ReadDouble();
Console.WriteLine("Чтение " + d);
str = dataIn.ReadString();
Console.WriteLine("Чтение " + str);
}
catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка ввода-вывода:n» + exc.Message);
} finally {
dataIn.Close();
}
}
}
Вот к какому результату приводит выполнение этой программы.
Запись 10
Запись 1023.56
Запись True
Запись 90.28
Запись Это тест
Чтение 10
Чтение 1023.56
Чтение True
Чтение 90.28
Чтение Это тест
Если просмотреть содержимое файла testdata, который получается при выполнении этой программы, то можно обнаружить, что он содержит данные в двоичной, а не в удобочитаемой текстовой форме.
Далее следует более практический пример, демонстрирующий, насколько эффективным может быть двоичный ввод-вывод. Для учета каждого предмета хранения на складе в приведенной ниже программе сначала запоминается наименование предмета, имеющееся в наличии, количество и стоимость, а затем пользователю предлагается ввести наименование предмета, чтобы найти его в базе данных. Если предмет найден, отображаются сведения о его запасах на складе.
/* Использовать классы BinaryReader и BinaryWriter для
реализации простой программы учета товарных запасов. */
using System;
using System.IO;
class Inventory {
static void Main() {
BinaryWriter dataOut;
BinaryReader dataIn;
string item; // наименование предмета
int onhand; // имеющееся в наличии количество
double cost; // цена
try {
dataOut = new
BinaryWriter(new FileStream(«inventory.dat», FileMode.Create));
}
catch(IOException exc) {
Console.WriteLine("He удается открыть файл " +
«товарных запасов для вывода»);
Console.WriteLine("Причина: " + exc.Message);
return;
}
// Записать данные о товарных запасах в файл,
try {
dataOut.Write(«Молотки»);
dataOut.Write(10);
dataOut.Write(3.95);
dataOut.Write(«Отвертки»);
dataOut.Write(18);
dataOut.Write(1.50);
dataOut.Write(«Плоскогубцы»);
dataOut.Write(5);
dataOut.Write(4.95);
dataOut.Write(«Пилы»);
dataOut.Write(8);
dataOut.Write(8.95);
}
catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка записи в файл товарных запасов»);
Console.WriteLine("Причина: " + exc.Message);
} finally {
dataOut.Close();
}
Console.WriteLine() ;
// А теперь открыть файл товарных запасов для чтения,
try {
dataIn = new
BinaryReader(new FileStream(«inventory.dat», FileMode.Open));
}
catch(IOException exc) {
Console.WriteLine("He удается открыть файл " +
«товарных запасов для ввода»);
Console.WriteLine("Причина: " + exc.Message); return;
}
// Найти предмет, введенный пользователем.
Console.Write("Введите наименование для поиска: ");
string what = Console.ReadLine() ;
Console.WriteLine();
try {
for (;;) {
// Читать данные о предмете хранения,
item = dataIn.ReadString();
onhand = dataIn.ReadInt32();
cost = dataIn.ReadDouble();
// Проверить, совпадает ли он с запрашиваемым предметом.
// Если совпадает, то отобразить сведения о нем.
if(item.Equals(what, StringComparison.OrdinalIgnoreCase)) {
Console.WriteLine(item + ": " + onhand + " штук в наличии. " +
«Цена: {0:С} за штуку», cost);
Console.WriteLine(«Общая стоимость по наименованию <{0}>: {1:С}.»,
item, cost * onhand);
break;
}
}
}
catch(EndOfStreamException) {
Console.WriteLine(«Предмет не найден.»);
}
catch(IOException exc) {
Console.WriteLine(«Ошибка чтения из файла товарных запасов»);
Console.WriteLine("Причина: " + exc.Message);
} finally {
dataIn.Close();
}
}
}
Выполнение этой программы может привести, например, к следующему результату.
Введите наименование для поиска: Отвертки
Отвертки: 18 штук в наличии. Цена: $1.50 за штуку.
Общая стоимость по наименованию <Отвертки>: $27.00.
Обратите внимание на то, что сведения о товарных запасах сохраняются в этой программе в двоичном формате, а не в удобной для чтения текстовой форме. Благодаря этому обработка числовых данных может выполняться без предварительного их преобразования из текстовой формы.
Обратите также внимание на то, как в этой программе обнаруживается конец файла. Методы двоичного ввода генерируют исключение EndOfStreamException по достижении конца потока, и поэтому файл читается до тех пор, пока не будет найден искомый предмет или сгенерировано данное исключение. Таким образом, для обнаружения конца файла никакого специального механизма не требуется.
