路径，文件，目录，I/O常见操作汇总（二）

摘要:
文件操作是程序中非常基础和重要的内容，而路径、文件、目录以及I/O都是在进行文件操作时的常见主题，这里想把这些常见的问题作个总结，对于每个问题，尽量提供一些解决方案，即使没有你想要的答案，也希望能提供给你一点有益的思路，如果你有好的建议，恳请能够留言，使这些内容更加完善。
主要内容：
一、路径的相关操作， 如判断路径是否合法，路径类型，路径的特定部分，合并路径，系统文件夹路径等内容；
二、相关通用文件对话框，这些对话框可以帮助我们操作文件系统中的文件和目录；
三、文件、目录、驱动器的操作，如获取它们的基本信息，获取和设置文件和目录的属性，文件的版本信息，
搜索文件和目录，文件判等，复制、移动、删除、重命名文件和目录；
四、读写文件，包括临时文件，随机文件名等；
五、对文件系统的监视；

上一篇介绍了第一、二部分，这一篇介绍一下最重要的第三部分。

三、文件和目录相关操作
文件和目录操作涉及的类主要是：FileInfo,DirectoryInfo,DriveInfo，可以认为它们的一个实例对应着一个文件、目录、驱动器。它们的用法类似，一般是将文件、目录或驱动器的路径作为参数传递给相应的构造函数创建一个实例，然后访问它们的属性和方法。
注意下面几点：
FileInfo 类和 DirectoryInfo 类都继承自抽象类 FileSystemInfo ， FileSystemInfo 类定义了一些通用的属性，如 CreationTime 、 Exists 等。但 DriveInfo 类没有继承 FileSystemInfo 类，所以它也就没有上面提到的那些通用属性了。

FileInfo 类和 DirectoryInfo 类的对象公开的属性值都是第一次查询时获取的值，如果在以此查询之后文件或目录发生了改动，就必须调用它们的 Refresh 方法来更新这些属性。但 DriveInfo 则无需这么做，它的属性每次都会读取文件系统最新的信息。

在创建文件、目录或驱动器的实例时，如果使用了一个不存在的路径，并不会报错，这是你得到一个对象，该对象表示一个并不存在的实体，这意味着它的 Exists 属性（对于 DriveInfo 来说是 IsReady 属性）值为 false 。你仍然可以操作该实体，但如果尝试其它的大多数属性，就会引发相应的 FileNotFoundException 、 DirectoryNotFoundException 或 DriveNotFoundException 异常。

另外，还可以使用 File / Directory 类，这两个类的成员都是静态方法，所以如果只想执行一个操作，那么使用 File/Directory 中的静态方法的效率比使用相应的 FileInfo / DirectoryInfo中的 实例方法可能更高。所有的 File / Directory 方法都要求当前所操作的文件 / 目录的路径。 注意： File / Directory 类的静态方法对所有方法都执行安全检查。如果打算多次重用某个对象，可考虑改用 FileInfo / DirectoryInfo 的相应实例方法，因为并不总是需要安全检查。
下面是一些常见的问题：
问题1：如何获取指定文件的基本信息；
解决方案：可以使用FileInfo类的相关属性：
FileInfo.Exists：获取指定文件是否存在；
FileInfo.Name，FileInfo.Extensioin：获取文件的名称和扩展名；
FileInfo.FullName：获取文件的全限定名称（完整路径）；
FileInfo.Directory：获取文件所在目录，返回类型为DirectoryInfo；
FileInfo.DirectoryName：获取文件所在目录的路径（完整路径）；
FileInfo.Length：获取文件的大小（字节数）；
FileInfo.IsReadOnly：获取文件是否只读；
FileInfo.Attributes：获取或设置指定文件的属性，返回类型为FileAttributes枚举，可以是多个值的组合（见问题2）；
FileInfo.CreationTime、FileInfo.LastAccessTime、FileInfo.LastWriteTime：分别用于获取文件的创建时间、访问时间、修改时间；
（更多内容还请参考MSDN）

问题2：如何获取和设置文件的属性，比如只读、存档、隐藏等；
解决方案：
使用FileInfo.Attributes属性可以获取和设置文件的属性，该属性类型为FileAttributes枚举，该枚举的每个值表示一种属性，FileAttributes枚举具有属性（Attribute）FlagsAttribute，所以该枚举的值可以进行组合，也就是一个文件可以同时拥有多个属性。下面看看具体的做法：
获取属性，比如判断一个文件是否是只读的：

// 当文件具有其它属性时，这种做法会失败
if (file.Attributes == FileAttributes.ReadOnly)
{
chkReadonly.Checked = true;
}

// 这种写法就不会有问题了，它只检查只读属性
if ((file.Attributes & FileAttributes.ReadOnly) == FileAttributes.ReadOnly)
{
chkReadonly.Checked = true;
}

设置属性，比如添加和移除一个文件的只读属性：

if (chkReadonly.Checked)
{
// 添加只读属性
file.Attributes |= FileAttributes.ReadOnly;
}
else
{
// 移除只读属性
file.Attributes &= ~FileAttributes.ReadOnly;
}
问题3：如何获取文件的版本信息（比如版本号，版权声明，公司名称等）；
解决方案：
使用FileVersionInfo类，该类有大量的版本信息相关的属性。通过它的静态方法GetVersionInfo获得该类的一个实例，然后就可以访问指定文件的版本信息了，非常方便。如FileVersion表示文件版本号，LegalCopyright表示指定文件的版权声明，CompanyName表示指定文件的公司名称。（更多内容还请参考MSDN）

问题4：如何判断两个文件的内容是否相同（精确匹配）；
解决方案：
使用System.security.Cryptography.HashAlgorithm类为每个文件生成一个哈希码，然后比较两个哈希码是否一致。
在比较文件内容的时候可以采用好几种方法。例如，检查文件的某一特定部分是否一致；如果愿意，你甚至可以逐字节读取文件，逐字节进行比较。这两种方法都是可以的，但在某些情况下，还是使用哈希码算法更为方便。
该算法为一个文件生成一个小的（通常约为20字节）二进制”指纹”（binary fingerprint）。从统计学角度看，不同的文件不可能生成相同的哈希码。事实上，即使是一个很小的改动（比如，修改了源文件中的一个bit），也会有50％的几率来改变哈希码中的每一个bit。因此，哈希码常常用于数据安全方面。
要生成一个哈希码，你必须首先创建一个HashAlgorithm对象，而这通常是调用HashAlgorithm.Create方法来完成的；然后调用HashAlgorithm.ComputeHash方法，它会返回一个存储哈希码的字节数组。代码如下：

/// <summary>
/// 判断两个文件内容是否一致
/// </summary>
public static bool IsFilesEqual(string fileName1, string fileName2)
{
using (HashAlgorithm hashAlg = HashAlgorithm.Create())
{
using (FileStream fs1 = new FileStream(fileName1, FileMode.Open), fs2 = new FileStream(fileName2, FileMode.Open))
{
byte[] hashBytes1 = hashAlg.ComputeHash(fs1);
byte[] hashBytes2 = hashAlg.ComputeHash(fs2);

// 比较哈希码
return (BitConverter.ToString(hashBytes1) == BitConverter.ToString(hashBytes2));
}
}
}

问题5：如何获取指定目录的基本信息；
解决方案：可以使用DirectoryInfo类的相关属性和方法：
DirectoryInfo.Exists：获取指定目录是否存在；
DirectoryInfo.Name：获取目录的名称；
DirectoryInfo.FullName：获取目录的全限定名称（完整路径）；
DirectoryInfo.Attributes：获取或设置指定目录的属性，返回类型为FileAttributes枚举，可以是多个值的组合；
DirectoryInfo.CreationTime、FileInfo.LastAccessTime、FileInfo.LastWriteTime：分别用于获取目录的创建时间、访问时间、修改时间；
DirectoryInfo.Parent：获取目录的上级目录，返回类型为DirectoryInfo；
DirectoryInfo.Root：获取目录的根目录，返回类型为DirectoryInfo；

问题6：如何获取指定目录包含的文件和子目录；
解决方案：
DirectoryInfo.GetFiles()：获取目录中（不包含子目录）的文件，返回类型为FileInfo[]，支持通配符查找；
DirectoryInfo.GetDirectories()：获取目录（不包含子目录）的子目录，
返回类型为DirectoryInfo[]，支持通配符查找；
DirectoryInfo. GetFileSystemInfos()：获取指定目录下（不包含子目录）的文件和子目录，
返回类型为FileSystemInfo[]，支持通配符查找；

问题7：如何获得指定目录的大小；
解决方案：
检查目录内的所有文件，利用FileInfo.Length属性获取每个文件的大小，然后进行合计，然后使用递归算法处理所有的子目录的文件，参考下面代码：

/// <summary>
/// 计算一个目录的大小
/// </summary>
/// <param name="di">指定目录</param>
/// <param name="includeSubDir">是否包含子目录</param>
/// <returns></returns>
private long CalculateDirSize(DirectoryInfo di, bool includeSubDir)
{
long totalSize = 0;

// 检查所有（直接）包含的文件
FileInfo[] files = di.GetFiles();
foreach (FileInfo file in files)
{
totalSize += file.Length;
}

// 检查所有子目录，如果includeSubDir参数为true
if (includeSubDir)
{
DirectoryInfo[] dirs = di.GetDirectories();
foreach (DirectoryInfo dir in dirs)
{
totalSize += CalculateDirSize(dir, includeSubDir);
}
}

return totalSize;
}
问题8：如何使用通配符搜索指定目录内的所有文件；
解决方案：
使用DirectoryInfo.GetFiles方法的重载版本，它可以接受一个过滤表达式，返回FileInfo数组，另外它的参数还可以指定是否对子目录进行查找。如：

dir.GetFiles("*.txt"， SearchOption.AllDirectories);
问题9：如何复制、移动、重命名、删除文件和目录；
解决方案：使用FileInfo和DirectoryInfo类。
下面是FileInfo类的相关方法：
FileInfo.CopyTo：将现有文件复制到新文件，其重载版本还允许覆盖已存在文件；
FileInfo.MoveTo：将指定文件移到新位置，并提供指定新文件名的选项，所以可以用来重命名文件（而不改变位置）； FileInfo.Delete：永久删除文件，如果文件不存在，则不执行任何操作；
FileInfo.Replace：使用当前FileInfo对象对应文件的内容替换目标文件，而且指定另一个文件名作为被替换文件的备份，微软考虑实在周到。

下面是DirectoryInfo类的相关方法：
DirectoryInfo.Create：创建指定目录，如果指定路径中有多级目录不存在，该方法会一一创建；
DirectoryInfo.CreateSubdirectory：创建当前对象对应的目录的子目录；
DirectoryInfo.MoveTo：将目录（及其包含的内容）移动至一个新的目录，也可用来重命名目录；
DirectoryInfo.Delete：删除目录（如果它存在的话）。如果要删除一个包含子目录的目录，要使用它的重载版本，以指定递归删除。

注意到了没有？DirectoryInfo类少了一个CopyTo方法，不过我们可以通过递归来实现这个功能：

/// <summary>
/// 复制目录到目标目录
/// </summary>
/// <param name="source">源目录</param>
/// <param name="destination">目标目录</param>
public static void CopyDirectory(DirectoryInfo source, DirectoryInfo destination)
{
// 如果两个目录相同，则无须复制
if (destination.FullName.Equals(source.FullName))
{
return;
}

// 如果目标目录不存在，创建它
if (!destination.Exists)
{
destination.Create();
}

// 复制所有文件
FileInfo[] files = source.GetFiles();
foreach (FileInfo file in files)
{
// 将文件复制到目标目录
file.CopyTo(Path.Combine(destination.FullName, file.Name), true);
}

// 处理子目录
DirectoryInfo[] dirs = source.GetDirectories();
foreach (DirectoryInfo dir in dirs)
{
string destinationDir = Path.Combine(destination.FullName, dir.Name);

// 递归处理子目录
CopyDirectory(dir, new DirectoryInfo(destinationDir));
}
}

问题10：如何获得计算机的所有逻辑驱动器；
解决方案：使用DriveInfo类（需要.NET 2.0）
DriveInfo.GetDrives()：获得计算机的所有逻辑驱动器，返回类型为DriveInfo[]；

问题11：如何获取指定驱动器的信息；
解决方案：
DriveInfo.Name：获取驱动器的名称（如C:/）；
DriveInfo.DriveType：获取驱动器的类型（如Fixed，CDRom，Removable，Network等）；
DriveInfo.DriveFormat：获取驱动器的格式（如NTFS，FAT32，CDFS，UDF等）；
DriveInfo.IsReady：获取驱动器是否已准备好，比如CD是否已放入CD驱动器，如果驱动器没有准备好，访问其信息会引发IOException类型异常；
DriveInfo.AvailableFreeSpace：获取驱动器的可用空间；
DriveInfo.TotalFreeSpace：获取驱动器总的可用空间，它与AvailableFreeSpace的不同在于AvailableFreeSpace会磁盘配额的设置；
DriveInfo.TotalSize：获取驱动器总的空间；
DriveInfo.RootDirectory：获得驱动器的根目录（DirectoryInfo类型）；

至此，我们已经了解了文件和目录相关的一些基本操作。但还不清楚如何去读写文件的内容，下一篇中会详细了解这方面的操作。