C# 文件 I/O 完全指南：流、读写操作与文件系统管理

文件是存储在磁盘上具有特定名称和目录路径的数据集合。打开文件进行读写时，它成为流。流本质是通过通信路径传递的字节序列。两大主流：输入流（读操作）和输出流（写操作）。

C# I/O 核心类

System.IO 命名空间提供文件操作类：创建/删除文件、读写、关闭等。

序号	类及说明
1	`BinaryReader`：从二进制流读取基元数据
2	`BinaryWriter`：以二进制格式写入基元数据
3	`BufferedStream`：字节流临时存储
4	`Directory`：操作目录结构（静态方法）
5	`DirectoryInfo`：目录操作（实例方法）
6	`DriveInfo`：驱动器信息
7	`File`：文件操作（静态方法）
8	`FileInfo`：文件操作（实例方法）
9	`FileStream`：读写文件任意位置
10	`MemoryStream`：内存中随机访问流数据
11	`Path`：路径信息操作
12	`StreamReader`：从字节流读取字符
13	`StreamWriter`：向流写入字符
14	`StringReader`：从字符串缓冲区读取
15	`StringWriter`：写入字符串缓冲区

FileStream 类

FileStream 继承自抽象类 Stream，支持读、写、关闭文件。创建语法：

FileStream <object_name> = new FileStream(
    <file_name>, 
    <FileMode Enumerator>, 
    <FileAccess Enumerator>, 
    <FileShare Enumerator>);

示例

FileStream F = new FileStream("sample.txt", FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read);

FileMode 枚举成员

成员	说明
`Append`	打开现有文件定位到末尾，或创建新文件
`Create`	创建新文件（覆盖已存在）
`CreateNew`	指示 OS 创建新文件（已存在则异常）
`Open`	打开现有文件（不存在则异常）
`OpenOrCreate`	存在则打开，不存在则创建
`Truncate`	打开现有文件并截断为零字节

FileAccess 枚举

Read、ReadWrite、Write

FileShare 枚举

成员	说明
`Inheritable`	允许文件句柄继承给子进程
`None`	拒绝共享当前文件
`Read`	允许打开文件读取
`ReadWrite`	允许打开文件读写
`Write`	允许打开文件写入

FileStream 完整示例

using System;
using System.IO;
namespace FileIOApplication {
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            FileStream F = new FileStream("test.dat", FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.ReadWrite);
            for (int i = 1; i <= 20; i++) F.WriteByte((byte)i);
            F.Position = 0;
            for (int i = 0; i <= 20; i++) Console.Write(F.ReadByte() + " ");
            F.Close();
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

输出：1 2 3 ... 20 -1（-1 表示流结束）

高级文件操作

序号	主题及说明
1	文本文件读写：`StreamReader` / `StreamWriter` 处理编码文本
2	二进制文件读写：`BinaryReader` / `BinaryWriter` 处理基元类型
3	Windows 文件系统操作：浏览定位文件和目录

文本文件读写示例


// 写入
using (StreamWriter sw = new StreamWriter("test.txt", false, Encoding.UTF8)) {
    sw.WriteLine("Hello World");
    sw.WriteLine("Line 2");
}

// 读取
using (StreamReader sr = new StreamReader("test.txt", Encoding.UTF8)) {
    string line;
    while ((line = sr.ReadLine()) != null) Console.WriteLine(line);
}

二进制文件读写示例


// 写入
using (BinaryWriter bw = new BinaryWriter(File.Open("data.bin", FileMode.Create))) {
    bw.Write(123);
    bw.Write("Hello");
    bw.Write(3.14);
}

// 读取
using (BinaryReader br = new BinaryReader(File.Open("data.bin", FileMode.Open))) {
    int i = br.ReadInt32();
    string s = br.ReadString();
    double d = br.ReadDouble();
}

目录与文件操作


// 目录操作
Directory.CreateDirectory(@"C:\Temp\SubDir");
string[] dirs = Directory.GetDirectories(@"C:\Temp");
string[] files = Directory.GetFiles(@"C:\Temp", "*.txt");
Directory.Delete(@"C:\Temp\SubDir", true);  // 递归删除

// 文件操作
File.Copy("source.txt", "dest.txt", true);  // 覆盖
File.Move("old.txt", "new.txt");
File.Delete("temp.txt");
FileInfo fi = new FileInfo("test.txt");
Console.WriteLine($"Size: {fi.Length}, Created: {fi.CreationTime}");

异步文件操作

.NET 4.5+ 支持异步 I/O，避免阻塞 UI 线程：

// 异步写入
await File.WriteAllTextAsync("async.txt", "Content");

// 异步读取
string content = await File.ReadAllTextAsync("async.txt");

// 流式异步
using (FileStream fs = new FileStream("big.dat", FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read, 4096, true)) {
    byte[] buffer = new byte[8192];
    int read = await fs.ReadAsync(buffer, 0, buffer.Length);
}

最佳实践

始终用 using 语句确保流正确关闭释放
大文件用流式处理避免一次性加载进内存
指定编码（推荐 UTF-8）避免乱码
文件路径用 Path.Combine 跨平台兼容
异步 I/O 提升响应性，高并发场景必用

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