C#文件操作、读取文件、Debug/Trace类用法
1、文件操作
这段代码在 System.Private.CoreLib 下，对 System.IO.File 中的代码进行精简，供 CLR 使用。
当使用文件时，要提前判断文件路径是否存在，日常项目中要使用到文件的地方应该不少，可以统一一个判断文件是否存在的方法：
public static bool Exists(string? path)
{
try
{
// 可以将 string? 改成 string
if (path == null)
return false;
if (path.Length == 0)
return false;
path = Path.GetFullPath(path);
// After normalizing, check whether path ends in directory separator.
// Otherwise, FillAttributeInfo removes it and we may return a false positive.
// GetFullPath should never return null
Debug.Assert(path != null, "File.Exists: GetFullPath returned null");
if (path.Length > 0 && PathInternal.IsDirectorySeparator(path[^1]))
{
return false;
}
return InternalExists(path);
}
catch (ArgumentException) { }
catch (NotSupportedException) { } // Security can throw this on ":"
catch (SecurityException) { }
catch (IOException) { }
catch (UnauthorizedAccessException) { }
return false;
}
建议项目中对路径进行最终处理的时候，都转换为绝对路径：
Path.GetFullPath(path)
当然，相对路径会被 .NET 正确识别，但是对于运维排查问题和各方面考虑，绝对路径容易定位具体位置和排错。
在编写代码时，使用相对路径，不要写死，提高灵活性；在运行阶段将其转为绝对路径；
上面的 NotSupportedException 等异常是操作文件中可能出现的各种异常情况，对于跨平台应用来说，这些异常可能都是很常见的，提前将其异常类型识别处理，可以优化文件处理逻辑以及便于筛查处理错误。
2、读取文件
这段代码在 System.Private.CoreLib 中。
有个读取文件转换为 byte[] 的方法如下：
public static byte[] ReadAllBytes(string path)
{
// bufferSize == 1 used to avoid unnecessary buffer in FileStream
using (FileStream fs = new FileStream(path, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read, bufferSize: 1))
{
long fileLength = fs.Length;
if (fileLength > int.MaxValue)
throw new IOException(SR.IO_FileTooLong2GB);
int index = 0;
int count = (int)fileLength;
byte[] bytes = new byte[count];
while (count > 0)
{
int n = fs.Read(bytes, index, count);
if (n == 0)
throw Error.GetEndOfFile();
index += n;
count -= n;
}
return bytes;
}
}
可以看到 FileStream 的使用，如果单纯是读取文件内容，可以参考里面的代码：
FileStream fs = new FileStream(path,
FileMode.Open,
FileAccess.Read,
FileShare.Read,
bufferSize: 1)
上面的代码同样也存在 File.ReadAllBytes 与之对应， File.ReadAllBytes 内部是使用 InternalReadAllBytes 来处理文档读取：
private static byte[] InternalReadAllBytes(String path, bool checkHost)
{
byte[] bytes;
// 此 FileStream 的构造函数不是 public ，开发者不能使用
using(FileStream fs = new FileStream(path, FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.Read,
FileStream.DefaultBufferSize, FileOptions.None, Path.GetFileName(path), false, false, checkHost)) {
// Do a blocking read
int index = 0;
long fileLength = fs.Length;
if (fileLength > Int32.MaxValue)
throw new IOException(Environment.GetResourceString("IO.IO_FileTooLong2GB"));
int count = (int) fileLength;
bytes = new byte[count];
while(count > 0) {
int n = fs.Read(bytes, index, count);
if (n == 0)
__Error.EndOfFile();
index += n;
count -= n;
}
}
return bytes;
}
这段说明我们可以放心使用 File 静态类中的函数，因为里面已经处理好一些逻辑了，并且自动释放文件。
如果我们手动 new FileStream ，则要判断一些情况，以免使用时报错，最好参考一下上面的代码。
.NET 文件流缓存大小默认是 4096 字节：
internal const int DefaultBufferSize = 4096;
这段代码在 File 类中定义，开发者不能设置缓存块的大小，大多数情况下，4k 是最优的块大小。
ReadAllBytes 的文件大小上限是 2 GB。
3、Debug 、Trace类
这两个类的命名空间为 System.Diagnostics，Debug 、Trace 提供一组有助于调试代码的方法和属性。
Debug 中的所有函数都不会在 Release 中有效，并且所有输出流不会在控制台显示，必须注册侦听器才能读取这些流。
Debug 可以打印调试信息并使用断言检查逻辑，使代码更可靠，而不会影响发运产品的性能和代码大小。
这类输出方法有 Write 、WriteLine 、 WriteIf 和 WriteLineIf 等，这里输出不会直接打印到控制台。
如需将调试信息打印到控制台，可以注册侦听器：
ConsoleTraceListener console = new ConsoleTraceListener(); Trace.Listeners.Add(console);
注意， .NET Core 2.x 以上 Debug 没有 Listeners ，因为 Debug 使用的是 Trace 的侦听器。
我们可以给 Trace.Listeners 注册侦听器，这样相对于 Debug 等效设置侦听器。
Trace.Listeners.Add(new TextWriterTraceListener(Console.Out));
Debug.WriteLine("aa");
.NET Core 中的监听器都继承了 TraceListener，如 TextWriterTraceListener、ConsoleTraceListener、DefaultTraceListener。
如果需要输出到文件中，可以自行继承 TextWriterTraceListener ，编写文件流输出，也可以使用 DelimitedListTraceListener。
示例：
TraceListener listener = new DelimitedListTraceListener(@"C:\debugfile.txt");
// Add listener.
Debug.Listeners.Add(listener);
// Write and flush.
Debug.WriteLine("Welcome");
处理上述方法输出控制台，也可以使用
ConsoleTraceListener console=... ...Listeners.Add(console); // 等效于 var console = new TextWriterTraceListener(Console.Out)
为了格式化输出流，可以使用 一下属性控制排版：
| 属性 | 说明 |
|---|---|
| AutoFlush | 获取或设置一个值，通过该值指示每次写入后是否应在 Flush() 上调用 Listeners。 |
| IndentLevel | 获取或设置缩进级别。 |
| IndentSize | 获取或设置缩进的空格数。 |
// 1.
Debug.WriteLine("One");
// Indent and then unindent after writing.
Debug.Indent();
Debug.WriteLine("Two");
Debug.WriteLine("Three");
Debug.Unindent();
// End.
Debug.WriteLine("Four");
// Sleep.
System.Threading.Thread.Sleep(10000);
One
Two
Three
Four
.Assert() 方法对我们调试程序很有帮助，Assert 向开发人员发送一个强消息。在 IDE 中，断言会中断程序的正常操作，但不会终止应用程序。
.Assert() 的最直观效果是输出程序的断言位置。
Trace.Listeners.Add(new TextWriterTraceListener(Console.Out));
int value = -1;
// A.
// If value is ever -1, then a dialog will be shown.
Debug.Assert(value != -1, "Value must never be -1.");
// B.
// If you want to only write a line, use WriteLineIf.
Debug.WriteLineIf(value == -1, "Value is -1.");
---- DEBUG ASSERTION FAILED ---- ---- Assert Short Message ---- Value must never be -1. ---- Assert Long Message ---- at Program.Main(String[] args) in ...Program.cs:line 12 Value is -1.
Debug.Prinf() 也可以输出信息，它跟 C 语言的 printf 函数行为一致，将后跟行结束符的消息写入，默认行终止符为回车符后跟一个换行符。
在 IDE 中运行程序时，使用 Debug.Assert()、Trace.Assert() 等方法 ，条件为 false 时，IDE 会断言，这相当于条件断点。
在非 IDE 环境下，程序会输出一些信息，但不会有中断效果。
Trace.Listeners.Add(new TextWriterTraceListener(Console.Out));
Trace.Assert(false);
Process terminated. Assertion Failed at Program.Main(String[] args) in C:\ConsoleApp4\Program.cs:line 44
个人认为，可以将 Debug、Trace 引入项目中，与日志组件配合使用。Debug、Trace 用于记录程序运行的诊断信息，便于日后排查程序问题；日志用于记录业务过程，数据信息等。
.Assert() 的原理， 在 true 时什么都不做；在 false 时调用 Fail 函数；如果你不注册侦听器的话，默认也没事可做。
.Assert() 唯一可做的事情是等条件为 false 时，执行 Fail 方法，当然我们也可以手动直接调用 Fail 方法，Fail 的代码如下：
public static void Fail(string message) {
if (UseGlobalLock) {
lock (critSec) {
foreach (TraceListener listener in Listeners) {
listener.Fail(message);
if (AutoFlush) listener.Flush();
}
}
}
else {
foreach (TraceListener listener in Listeners) {
if (!listener.IsThreadSafe) {
lock (listener) {
listener.Fail(message);
if (AutoFlush) listener.Flush();
}
}
else {
listener.Fail(message);
if (AutoFlush) listener.Flush();
}
}
}
}
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本文标题：C#文件操作、读取文件、Debug/Trace类用法
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