【C#文件I_O实战教程】：构建文件管理器项目，实现高效文件管理

# 1. C#文件I/O基础知识

## 简介
C#作为.NET框架的核心编程语言，对文件输入输出（I/O）提供了全面的支持。无论是在日常开发工作中，还是在处理复杂的文件操作场景中，掌握C#文件I/O基础知识对于提高开发效率和应用性能至关重要。

## 文件I/O的概念
文件I/O（Input/Output）是计算机科学中的一个基本概念，指的是对文件进行读取（input）和写入（output）的操作。在C#中，文件I/O操作主要涉及`System.IO`命名空间下的类和方法，如`FileStream`、`FileInfo`、`DirectoryInfo`等。

## C#文件I/O的基本操作
C#文件I/O操作包括但不限于：
- 文件读写：打开文件，读取内容或写入数据到文件。
- 文件属性管理：获取或修改文件的属性，例如创建日期、大小、权限等。
- 目录管理：创建、删除或移动目录，并在目录中进行文件的搜索和遍历。

using System.IO;

// 示例：创建并写入文件
string path = @"C:\example.txt";
using (StreamWriter writer = new StreamWriter(path))
{
    writer.WriteLine("Hello, World!");
}

// 示例：读取文件内容
using (StreamReader reader = new StreamReader(path))
{
    string content = reader.ReadToEnd();
    Console.WriteLine(content);
}

在这一章节中，我们将通过基础概念和操作实例，逐步深入了解C#文件I/O的各个方面，为后续章节的学习打下坚实的基础。

# 2. C#文件操作技术

## 2.1 文件的读写操作

在C#中，文件的读写是文件I/O操作的基础。正确理解文件读写技术是构建稳定高效的文件管理系统的前提。

### 2.1.1 使用FileStream进行文件读写

`FileStream` 是.NET Framework中用于处理文件I/O操作的一个类。通过FileStream可以实现文件的打开、读取、写入和关闭操作。

using System.IO;

// 打开一个文件用于读取
using (FileStream fs = new FileStream("example.txt", FileMode.Open, FileAccess.Read))
{
    // 将文件内容读取到一个字节数组中
    byte[] fileContent = new byte[fs.Length];
    fs.Read(fileContent, 0, (int)fs.Length);
    string content = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(fileContent);
    // 输出读取的内容
    Console.WriteLine(content);
}

// 打开一个文件用于写入
using (FileStream fs = new FileStream("example.txt", FileMode.Create, FileAccess.Write))
{
    string text = "Hello, world!";
    // 将字符串转换为字节数组
    byte[] bytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(text);
    // 写入字节数组到文件
    fs.Write(bytes, 0, bytes.Length);
}

在上面的代码示例中，首先我们展示了如何读取一个文件。我们使用`FileStream`类的构造函数创建了一个文件流对象，同时指定了文件名、打开模式和访问权限。然后通过`fs.Read`方法将文件内容读取到一个字节数组中，并使用`Encoding.UTF8.GetString`将字节数组转换为字符串进行输出。

接着，我们演示了如何向文件写入内容。在这个过程中，我们同样是创建了一个`FileStream`对象，但这次是以写入模式（`FileMode.Create`），这意味着如果文件不存在，系统会创建一个新的文件。使用`fs.Write`方法将字符串转换得到的字节数组写入文件中。

### 2.1.2 文件的异步读写技术

在某些情况下，文件操作可能会涉及到大量数据的读写，或者是在多线程环境中操作，这时就需要使用异步I/O来避免阻塞主线程。

using System.IO;
using System.Threading.Tasks;

// 异步读取文件内容
async Task ReadFileAsync(string path)
{
    using (FileStream fs = new FileStream(path, FileMode.Open, FileAccess.Read))
    {
        // 读取文件内容到字节数组，异步执行
        byte[] fileContent = new byte[fs.Length];
        await fs.ReadAsync(fileContent, 0, (int)fs.Length);
        string content = System.Text.Encoding.UTF8.GetString(fileContent);
        // 输出异步读取的内容
        Console.WriteLine(content);
    }
}

// 异步写入文件内容
async Task WriteFileAsync(string path, string text)
{
    using (FileStream fs = new FileStream(path, FileMode.Create, FileAccess.Write))
    {
        // 将字符串转换为字节数组
        byte[] bytes = System.Text.Encoding.UTF8.GetBytes(text);
        // 异步写入字节数组到文件
        await fs.WriteAsync(bytes, 0, bytes.Length);
    }
}

上述代码中，`ReadFileAsync`和`WriteFileAsync`方法使用了`async`和`await`关键字来实现异步操作。通过`fs.ReadAsync`和`fs.WriteAsync`方法，文件的读取和写入操作可以在后台进行，允许主线程继续执行其他任务，提高了程序的响应性和性能。

## 2.2 文件与目录管理

除了文件的读写，C#还提供了丰富的API用于管理文件和目录，包括创建、删除、移动和遍历文件及目录。

### 2.2.1 创建、删除和移动文件与目录

`System.IO`命名空间下包含了`File`和`Directory`类，提供了创建、删除和移动文件与目录的静态方法。

using System.IO;

// 创建文件
File.Create("newFile.txt");

// 删除文件
File.Delete("toBeDeleted.txt");

// 创建目录
Directory.CreateDirectory("newFolder");

// 删除目录（空目录）
Directory.Delete("emptyFolder");

// 移动文件或目录
File.Move("source.txt", "destination.txt");
Directory.Move("sourceFolder", "destinationFolder");

在上述代码块中，`File.Create`方法用于创建一个新文件，如果文件已经存在，则会被覆盖。`File.Delete`用于删除一个指定的文件。`Directory.CreateDirectory`创建一个新的目录，而`Directory.Delete`删除一个指定的目录，但如果目录不为空，则需要使用重载方法来指定递归删除。最后，`File.Move`和`Directory.Move`分别用于移动文件和目录。

### 2.2.2 遍历目录和搜索文件

在处理文件系统时，常常需要遍历目录或搜索符合特定条件的文件。

using System.IO;

// 遍历目录
foreach (string file in Directory.EnumerateFiles("folderPath"))
{
    Console.WriteLine(file);
}

// 搜索文件
FileInfo[] files = new DirectoryInfo("folderPath").GetFiles("searchPattern");
foreach (FileInfo file in files)
{
    Console.WriteLine(file.FullName);
}

在这段代码中，`Directory.EnumerateFiles`方法用于遍历指定目录下的所有文件，并返回一个文件名的枚举。它非常适合在文件数量非常大的时候使用，因为它不会一次性加载所有文件名，从而节省内存。

`DirectoryInfo.GetFiles`方法使用一个搜索模式（`searchPattern`）来搜索目录中的文件，返回一个`FileInfo`数组。这使得你可以在程序中进一步对这些文件进行处理或分析。

## 2.3 文件属性和权限

处理文件系统时，文件属性和权限也是非常重要的概念。C#提供了获取和设置文件属性的方法。

### 2.3.1 获取和设置文件属性

文件属性如创建日期、修改日期、文件大小等，可以使用`FileInfo`类来获取。

using System.IO;

// 获取文件信息
FileInfo fileInfo = new FileInfo("example.txt");
Console.WriteLine("File Size: " + fileInfo.Length);
Console.WriteLine("Creation Date: " + fileInfo.CreationTime);

// 设置文件属性
fileInfo.CreationTime = DateTime.Now;

在上述代码示例中，我们首先创建了一个`FileInfo`对象，并通过它访问了文件的属性，例如文件大小和创建日期。之后，我们还可以使用`FileInfo`对象来修改文件属性，例如更改文件的创建日期。

### 2.3.2 文件访问权限控制

在多用户环境中，控制文件的访问权限是必不可少的，尤其是在Windows操作系统中，我们通常使用`FileSystemRights`枚举来定义权限。

using System.Security.AccessControl;
using System.Security.Principal;

// 获取文件的安全信息
FileInfo fileInfo = new FileInfo("example.txt");
FileSecurity fileSecurity = fileInfo.GetAccessControl();
FileSystemAccessRule accessRule = new FileSystemAccessRule(
    new SecurityIdentifier(WellKnownSidType.WorldSid, null),
    FileSystemRights.Read,
    AccessControlType.Allow);

// 添加或修改访问规则
fileSecurity.AddAccessRule(accessRule);

// 设置文件的安全信息
fileInfo.SetAccessControl(fi