C# 4.0: полное руководство

В этой главе речь пойдет о средствах консольного и файлового ввода-вывода. Следует, однако, сразу же предупредить, что система ввода-вывода в C# довольно обширна. Поэтому в этой главе рассматриваются лишь самые важные и наиболее часто используемые ее средства.

Организация системы ввода-вывода в C# на потоках

Ввод-вывод в программах на C# осуществляется посредством потоков. Поток — это некая абстракция производства или потребления информации. С физическим устройством поток связывает система ввода-вывода. Все потоки действуют одинаково — даже если они связаны с разными физическими устройствами. Поэтому классы и методы ввода-вывода могут применяться к самым разным типам устройств. Например, методами вывода на консоль можно пользоваться и для вывода в файл на диске.

Байтовые и символьные потоки

На самом низком уровне ввод-вывод в C# осуществляется байтами. И делается это потому, что многие устройства ориентированы на операции ввода-вывода отдельными байтами. Но человеку больше свойственно общаться символами. Напомним, что в C# тип char является 16-разрядным, а тип byte — 8-разрядным. Так, если в целях ввода-вывода используется набор символов в коде ASCII, то для преобразования типа char в тип byte достаточно отбросить старший байт значения типа char. Но это не годится для набора символов в уникоде (Unicode), где символы требуется представлять двумя, а то и больше байтами. Следовательно, байтовые потоки не совсем подходят для организации ввода-вывода отдельными символами. С целью разрешить это затруднение в среде .NET Framework определено несколько классов, выполняющих превращение байтового потока в символьный с автоматическим преобразованием типа byte в тип char и обратно.

Встроенные потоки

Для всех программ, в которых используется пространство имен System, доступны встроенные потоки, открывающиеся с помощью свойств Console.In, Console.Out и Console.Error. В частности, свойство Console.Out связано со стандартным потоком вывода. По умолчанию это поток вывода на консоль. Так, если вызывается метод Console.WriteLine(), информация автоматически передается свойству Console.Out. Свойство Console.In связано со стандартным потоком ввода, который по умолчанию осуществляется с клавиатуры. А свойство Console.Error связано со стандартным потоком сообщений об ошибках, которые по умолчанию также выводятся на консоль. Но эти потоки могут быть переадресованы на любое другое совместимое устройство ввода-вывода. Стандартные потоки являются символьными. Поэтому в эти потоки выводятся и вводятся из них символы.

Классы потоков

В среде .NET Framework определены классы как для байтовых, так и для символьных потоков. Но на самом деле классы символьных потоков служат лишь оболочками для превращения заключенного в них байтового потока в символьный, автоматически выполняя любые требующиеся преобразования типов данных. Следовательно, символьные потоки основываются на байтовых, хотя они и разделены логически.

Основные классы потоков определены в пространстве имен System.IO. Для того чтобы воспользоваться этими классами, как правило, достаточно ввести приведенный ниже оператор в самом начале программы.

using System.IO;

Пространство имен System.IO не указывается для консольного ввода-вывода потому, что для него определен класс Console в пространстве имен System.

Класс Stream

Основным для потоков является класс System.IO.Stream. Он представляет байтовый поток и является базовым для всех остальных классов потоков. Кроме того, он является абстрактным классом, а это означает, что получить экземпляр объекта класса Stream нельзя. В классе Stream определяется ряд операций со стандартными потоками, представленных соответствующими методами. В табл. 14.1 перечислен ряд наиболее часто используемых методов, определенных в классе Stream.

Таблица 14.1. Некоторые методы, определенные в классе stream

Метод  Описание

void Close() - Закрывает поток

void Flush() - Выводит содержимое потока на физическое устройство

int ReadByte() - Возвращает целочисленное представление следующего байта, доступного для ввода из потока. При обнаружении конца файла возвращает значение -1

int Read(byte[] buffer, int offset, int count) - Делает попытку ввести count байтов в массив

buffer, начиная с элемента buffer[offset]. Возвращает количество успешно введенных байтов