.NET 中的字符流、字节流和缓冲流
在 .NET 中，流是处理输入和输出的基础概念。流分为字符流、字节流和缓冲流，每种流有其特定的用途和特性。以下是对这些流的总结：
1. 字符流（Character Streams）
特点：
- 用于处理字符数据，自动处理字符编码。
- 适合读取和写入文本文件。
主要类：
StreamReader：从字符流中读取字符数据。支持多种字符编码（如 UTF-8、UTF-16）。提供方法如Read(),ReadLine(),ReadToEnd()。StreamWriter：向字符流中写入字符数据。支持字符编码设置。提供方法如Write(),WriteLine()。
示例：
// 写入文本
using (StreamWriter writer = new StreamWriter("example.txt"))
{writer.WriteLine("Hello, World!");
}// 读取文本
using (StreamReader reader = new StreamReader("example.txt"))
{string content = reader.ReadToEnd();Console.WriteLine(content);
}
2. 字节流（Byte Streams）
特点：
- 用于处理原始字节数据。适合二进制文件（如图片、音频）。
- 不处理字符编码，需要手动转换字节到字符。
主要类：
FileStream：提供对文件的字节流读写操作。支持随机访问。提供方法如Read(),Write(),Seek()。MemoryStream：在内存中操作字节流。适用于临时数据存储。提供方法如Read(),Write(),ToArray()。
示例：
// 写入字节
using (FileStream fs = new FileStream("example.bin", FileMode.Create, FileAccess.Write))
{byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello, Binary World!");fs.Write(data, 0, data.Length);
}// 读取字节
using (FileStream fs = new FileStream("example.bin", FileMode.Open, FileAccess.Read))
{byte[] buffer = new byte[fs.Length];fs.Read(buffer, 0, buffer.Length);string text = Encoding.UTF8.GetString(buffer);Console.WriteLine(text);
}
3. 缓冲流（Buffered Streams）
特点：
- 包装其他流以提高性能，通过在内部维护缓冲区减少实际读写操作的次数。
- 适用于大数据量的读写操作。
主要类：
BufferedStream：对字节流进行缓冲，减少对底层流的直接操作。提供方法如Read(),Write(),Flush()。
示例：
// 使用 BufferedStream 写入字节
using (FileStream fs = new FileStream("example.bin", FileMode.Create, FileAccess.Write))
using (BufferedStream bs = new BufferedStream(fs))
{byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello, Buffered World!");bs.Write(data, 0, data.Length);
}// 使用 BufferedStream 读取字节
using (FileStream fs = new FileStream("example.bin", FileMode.Open, FileAccess.Read))
using (BufferedStream bs = new BufferedStream(fs))
using (StreamReader reader = new StreamReader(bs, Encoding.UTF8))
{string content = reader.ReadToEnd();Console.WriteLine(content);
}
总结
- 字符流：适用于文本数据处理，自动处理编码转换。
- 字节流：适用于原始数据和二进制文件处理，需要手动处理编码转换。
- 缓冲流：用于提高大数据量读写操作的性能，通过在内存中维护缓冲区减少对底层流的直接操作。
每种流类型都有其特定的用途，选择合适的流可以显著提高程序的效率和可读性。
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FileStream：读取和写入字节数据, 适用于处理原始字节数据，如二进制文件。用于处理大文件和支持随机访问，支持异步操作。StreamReader和StreamWriter：专注于文本数据的读取和写入，处理字符编码。File和FileInfo：提供静态和实例方法执行文件操作，FileInfo提供更多操作功能。MemoryStream：在内存中操作数据，适合临时数据处理。BufferedStream：通过缓冲提高 I/O 操作性能
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FileStream 可以直接读取文本文件，但它以字节为单位处理数据，因此你需要额外的步骤来将字节转换为字符串。使用 FileStream 读取文本文件的一般步骤包括：
- 打开文件：创建一个
FileStream实例以读取文件。 - 读取数据：从流中读取字节数据。
- 转换字符：将读取的字节数据转换为字符串。
下面是一个示例：
using (FileStream fs = new FileStream("example.txt", FileMode.Open, FileAccess.Read))
{byte[] buffer = new byte[fs.Length];fs.Read(buffer, 0, buffer.Length);string text = Encoding.UTF8.GetString(buffer);Console.WriteLine(text);
}
在这个示例中，我们使用 Encoding.UTF8.GetString() 方法将字节数组转换为 UTF-8 编码的字符串。根据文件的实际编码方式，可能需要选择不同的编码。
using System;
using System.IO;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;public class TextEditor : Form
{private TextBox textBox;private MenuStrip menuStrip;private ToolStripMenuItem openMenuItem;private ToolStripMenuItem saveMenuItem;public TextEditor(){// Initialize componentstextBox = new TextBox { Multiline = true, Dock = DockStyle.Fill, ScrollBars = ScrollBars.Both };menuStrip = new MenuStrip();openMenuItem = new ToolStripMenuItem("Open");saveMenuItem = new ToolStripMenuItem("Save");// Set up menumenuStrip.Items.Add(openMenuItem);menuStrip.Items.Add(saveMenuItem);this.Controls.Add(menuStrip);this.Controls.Add(textBox);this.MainMenuStrip = menuStrip;// Event handlersopenMenuItem.Click += OpenMenuItem_Click;saveMenuItem.Click += SaveMenuItem_Click;}private void OpenMenuItem_Click(object sender, EventArgs e){using (OpenFileDialog openFileDialog = new OpenFileDialog()){openFileDialog.Filter = "Text Files|*.txt|All Files|*.*";if (openFileDialog.ShowDialog() == DialogResult.OK){string filePath = openFileDialog.FileName;textBox.Text = File.ReadAllText(filePath, Encoding.UTF8);}}}private void SaveMenuItem_Click(object sender, EventArgs e){using (SaveFileDialog saveFileDialog = new SaveFileDialog()){saveFileDialog.Filter = "Text Files|*.txt|All Files|*.*";if (saveFileDialog.ShowDialog() == DialogResult.OK){string filePath = saveFileDialog.FileName;File.WriteAllText(filePath, textBox.Text, Encoding.UTF8);}}}[STAThread]public static void Main(){Application.EnableVisualStyles();Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false);Application.Run(new TextEditor());}
}