异常教程
C# 文本文件的读写（超详细）
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在编程开发中，文本文件的读写是一项基础但至关重要的技能。无论是日志记录、数据配置，还是用户交互，C# 提供了多种简洁高效的方法来实现文本文件的读写操作。对于编程初学者而言，理解如何与文件系统交互是迈向成熟开发的关键一步；而中级开发者则可以通过掌握高级技巧，进一步优化代码性能和健壮性。本文将从基础概念出发，结合实际案例，深入讲解 C# 文本文件的读写 过程，帮助读者逐步构建系统的知识框架。
2.1 基础概念：文件读写的底层逻辑
文件读写的核心流程
文本文件的读写本质上是程序与文件系统的交互过程。其核心流程可分为四步：
- 打开文件：建立程序与文件的连接。
- 读写数据：根据需求读取或写入数据。
- 关闭连接：释放系统资源，确保数据完整保存。
- 异常处理：捕获并解决可能出现的错误（如文件不存在或权限不足）。
比喻理解：文件读写如同“快递服务”
可以将文件读写想象成快递服务：
- 打开文件：如同快递员联系收件人确认地址。
- 读写数据：如同打包或拆开包裹。
- 关闭文件：如同完成签收并结束服务。
- 异常处理：如同处理地址错误或包裹损坏的情况。
2.2 核心类与方法：C# 的文件操作工具箱
C# 提供了多个类和方法来简化文件操作，以下是常用的工具：
File 类：快速完成简单操作
System.IO.File 类提供了静态方法，适合执行单次读写操作。例如：
// 写入文本
File.WriteAllText("example.txt", "Hello, World!");
// 读取文本
string content = File.ReadAllText("example.txt");
特点：
- 简单直接：无需手动管理流（Stream）或关闭文件。
- 适用场景：小文件或一次性操作。
StreamReader/StreamWriter：流式操作的灵活性
当需要逐行读写或处理大文件时，StreamReader 和 StreamWriter 更合适：
using (StreamWriter writer = new StreamWriter("log.txt"))
{
writer.WriteLine("日志记录：操作成功");
}
using (StreamReader reader = new StreamReader("log.txt"))
{
string line;
while ((line = reader.ReadLine()) != null)
{
Console.WriteLine(line);
}
}
特点：
- 流式处理：支持逐行读写，适合处理大数据或动态内容。
- 资源管理：通过
using语句自动释放资源。
FileInfo 类：面向对象的文件操作
FileInfo 以对象形式封装文件属性和方法，适合需要频繁操作单个文件的场景：
FileInfo fileInfo = new FileInfo("data.txt");
// 创建文件（若不存在）
if (!fileInfo.Exists)
{
fileInfo.Create();
}
// 写入文本
using (StreamWriter writer = fileInfo.AppendText())
{
writer.WriteLine("新增内容");
}
特点：
- 面向对象：方法与属性直接绑定到文件对象。
- 扩展性：可轻松集成其他文件操作（如重命名或删除）。
2.3 进阶技巧：优化与异常处理
异步操作：提升程序响应速度
对于大文件或长时间操作，异步方法可避免阻塞主线程：
// 异步写入
await File.WriteAllTextAsync("async.txt", "异步内容");
// 异步读取
string asyncContent = await File.ReadAllTextAsync("async.txt");
优势：
- 非阻塞：在等待 I/O 操作时，程序可继续执行其他任务。
- 适用场景：GUI 应用或高并发服务器环境。
异常处理：优雅地应对错误
通过 try-catch 块捕获常见异常，并提供用户友好的提示：
try
{
string content = File.ReadAllText("不存在的文件.txt");
}
catch (FileNotFoundException)
{
Console.WriteLine("错误：文件未找到，请检查路径。");
}
catch (IOException)
{
Console.WriteLine("错误：文件被占用或权限不足。");
}
2.4 实际案例：日志记录系统
场景描述
假设我们需要为一个应用程序创建日志记录功能，要求：
- 按日期自动创建日志文件。
- 每次记录追加到文件末尾。
- 处理可能的写入异常。
实现代码
public static void LogMessage(string message)
{
string logPath = $"logs/{DateTime.Now:yyyy-MM-dd}.log";
try
{
using (StreamWriter writer = new StreamWriter(logPath, true))
{
writer.WriteLine($"{DateTime.Now:HH:mm:ss} - {message}");
}
}
catch (Exception ex)
{
// 简单示例中直接输出错误，实际应用可记录到控制台或事件日志
Console.WriteLine($"日志写入失败：{ex.Message}");
}
}
// 使用示例
LogMessage("用户登录成功");
代码解析
- 路径动态生成：使用
DateTime根据日期生成文件名。 - 追加模式：
StreamWriter的第二个参数true表示追加内容。 - 异常捕获：确保程序在写入失败时不会崩溃，同时提示错误原因。
2.5 性能优化：流与缓冲区的妙用
缓冲区：流式操作的“蓄水池”
StreamReader 和 StreamWriter 内部使用缓冲区来减少磁盘 I/O 次数。例如：
using (StreamWriter writer = new StreamWriter("large.txt", false, Encoding.UTF8, 1024 * 1024))
{
// 缓冲区大小设为 1MB，适合处理大文件
}
原理：
- 内存缓存：数据先写入内存缓冲区，达到一定量后再一次性写入磁盘。
- 优势：显著减少磁盘访问次数，提升性能。
批量操作：减少文件打开/关闭的次数
频繁打开和关闭文件会降低性能，应尽量合并操作：
// 低效写法
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
File.AppendAllText("data.txt", $"{i}\n");
}
// 高效写法
using (StreamWriter writer = new StreamWriter("data.txt", true))
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
writer.WriteLine(i);
}
}
2.6 常见问题与解决方案
问题 1：文件被占用导致写入失败
原因：其他程序或进程正在使用该文件。
解决方案：
- 确保文件未被其他程序打开。
- 使用
FileShare参数允许共享访问（需谨慎）。
问题 2：读取非 UTF-8 编码的文件出现乱码
原因：文件使用了不同的编码格式（如 GB2312）。
解决方案：
// 指定编码格式
byte[] bytes = File.ReadAllBytes("gbk_file.txt");
string content = Encoding.GetEncoding("GB2312").GetString(bytes);
问题 3：写入大量数据时内存不足
解决方案：
- 使用流式操作逐行处理。
- 分批次写入，避免一次性加载全部数据。
结论
通过本文的学习，读者应已掌握 C# 文本文件的读写 的核心方法、进阶技巧以及实际应用案例。从基础的 File 类到灵活的流操作，再到性能优化和异常处理，这些知识将帮助开发者高效、安全地与文件系统交互。
关键总结：
- 根据需求选择合适的类（File、StreamReader/StreamWriter 或 FileInfo）。
- 始终使用
using语句或try-finally确保资源释放。 - 对于复杂场景，优先考虑异步操作和缓冲区优化。
希望读者能通过实践不断巩固这些技能，并在实际项目中灵活应用。