当前位置：首页 > news >正文

学习笔记（C#基础书籍）-- C#高级应用

news 来源：原创 2025/7/5 1:00:07

（12.25，12.26）

I/O数据流技术：《第十二章》

为了能够长时间保存程序中的数据，I/O技术可以将数据保存到文件（如文本文件等）中。
⭕文件基本操作
a.File类：支持对文件的基本操作，它包括用于创建（create），复制（cope），删除（detale），移动（Move）和打开文件（Open）的静态方法，并协助创建FileStream对象。首先需要添加System.IO命名空间。
b.FileInfo类：与File类的区别：File类是静态类，其调用需要字符串参数为每个方法调用规定文件位置，因此如果要在对象中进行单一方式调用，则可以使用静态File类；如果要在文件上执行几种操作，则实例化FileInfo对象并调用其方法更好一些，这样会提高效率，因为对象将在文件系统上引用正确的文件，而静态类必须每次都要寻找文件。
很多方法调用相同，但是FileInfo类中，没有静态方法，该类中的方法仅可以用于实例化的对象。
判断文件是否存在：.Exists(string path)

//举例一个对比：
File类：
File.Exists("C:\\Test.txt");FileInfo类：
FileInfo finfo = new FileInfo("C:\\Test.txt");
if(finfo.Exists)
{
}

创建文件：Create
复制文件：Cope
移动文件：Move(File)，MoveTo(FileInfo)
删除文件：Delete
(还可以获取文件的各种信息：例如创建时间，文件名称，长度等)

⭕文件夹基本操作
Directory类，DirectoryInfo类（区别跟File类与FileInfo类相似）
判断文件夹是否存在：Exists方法
创建文件夹：CreateDirectory方法
移动文件夹：Move，MoveTo（Info类）
删除文件夹：Delete方法
遍历文件夹：GetDirectories：用来返回当前目录的子目录。GetFiles：返回当前目录的文件列表。GetFileSystemInfos方法：检索表示当前目录的文件和子目录的强类型FileSystemInfo对象的数组。（三种方法都有重载，可传入字符串进行搜索）

//查找路径下的文件夹以及子文件夹内容
//创建DirectoryInfo对象
DirectoryInfo dinfo = new DirectoryInfo("filepath");
//获取指定目录下的所有子目录及文件类型
FileSystemInfo[] fsinfos = dinfo.GetFileSystemInfos();foreach (FileSystemInfo fsinfo in fsinfos)
{if (fsinfo is DirectoryInfo)    //如果是文件夹的话{//使用获取的文件夹名称实例化DirectoryInfo对象DirectoryInfo dirinfo = new DirectoryInfo(fsinfo.FullName);//可以获取文件夹信息string direname = dirinfo.Name;//.....  }else{FileInfo finfo = new FileInfo(fsinfo.FullName);//获取文件信息string filename = finfo.Name;//.....  }
}

⭕I/O（输入/输出）
FileStream类：
常用属性：CanRead（是否支持读取），CanTimeout（是否可以超时），CanWrite（是否支持写入），Length（获取用字节表示的流长度）
常用方法：close，read，write，
操作文件：Append，create,open，等

FileStream afile = new FileStream("Test.txt",FileMode.OpenOrCreate,FileAccess.ReadWrite);

使用I/O操作文本文件：
StreamWriter类：属性：Encoding，NewLine；方法：close，write，writeLine
streamReader类：close，read，readline，…

GDI+绘图技术：《第十三章》

实现图形的绘制，使用图形分析数据，提供画笔，画刷，颜色，图形等。
暂时使用此功能少，暂时不看

socket网络编程：《第十四章》

实现计算机互联系统，相互连接的计算机之间彼此能够进行数据交流，TCP/IP协议是网络应用程序首选，此章从介绍网络协议开始，介绍TCP网络程序和UDP网络程序。

网络协议：IP，TCP:提供两台计算机之间可靠的数据传送，，UDP：不保证可靠的数据传输，但是能向若干个目标发送数据，接受发自若干个源的数据。

端口和套接字：
普通网络应用程序应该使用1024以上的端口，以避免被占用。网络程序中的套接字（socket）用于将程序与网络连接起来。C#将套接字抽象化成类，程序设计者只需要创建socket类对象，即可使用套接字。

⭕IP地址封装
IP地址是每个计算机在网络中和的唯一标识（例如：192.169.128.255），IP地址是一种低级协议，TCP和UDP协议都是在它的基础上构建的。
C#提供了IP地址相关的类，包括Dns类，IPAdrress类，IPHostEntry类等。他们都位于System.Net命名空间中。
1.Dns类（后续需要加详解）
2.IPAddress类
3.IPHostEntry类

⭕TCP程序设计
TCP传输控制协议是一种面向连接的，可靠的，基于字节流的传输层通信协议。TCP程序设计利用socket类，TcpClient类和TcpListener类编写的网络通信协议（这三个类都位于System.Net.Sockets命名空间中）
1.socket类
为网络通信提供一套丰富的方法和属性，用于管理连接：实现Berkeley通信端套接字接口，同时还定义了绑定，连接网络端口及传输数据所需的各种方法，TcpClient和UdpClient等在内部使用该类。
常用属性和说明：

socket常用属性：Connected，SendTimeout【设置或获取同步send调用将超时的时间长度】
socket常用方法：Accept【为新建连接创建新的socket】,connect，Disconnnect,Listen,receive,send

2.TcpClient类和TcpListener类
TcpClient类用于在同步阻止模式下通过网络来连接，发送和接收流数据。为了使TcpClient连接并交换数据，TcpListener实例或socket实例必须侦听是否有传入的连接请求。有两种方法：1.创建一个TcpClient，并调用Connect方法连接。2.使用远程主机的主机名和端口号创建TcpCient，此构造函数将自动尝试一个连接。

TcpClient类的常用属性和方法：
Client属性【获取或设置基础socket】，Connected属性【获取一个值，该值指示TcpCient的基础socket是否已连接到远程主机】，ReceiveBufferSize属性【接收缓冲区的大小】，ReceiveTimeout属性，SendBufferSize属性，SendTimeout属性。
BeginConnect方法【开始一个对远程主机连接的异步请求】，Close方法【释放此TcpClient实例，而不关闭基础连接】，Connect方法【使用指定的主机名和端口号将客户端连接到Tcp主机】,EndConnect方法【异步接受传入的连接尝试】，GetStream方法【返回用于发送和接收数据的NetworkStream】

TcpListener类用于在同步组织模式下侦听和接受传入的连接请求。可使用TcpClient类或Socket类来连接TcpListener，并且可以使用IPEndPoint，本地IP地址以及端口号或者仅使用端口号来创建TcpListener实例对象。

TcpListener类的常用属性和方法：
Server属性【获取基础网络socket】
AcceptSocket/AcceptTcpCient方法【接受挂起的连接请求】，BeginAcceptSocket/BeginAcceptTcpCient方法【开始一个异步操作来接受一个传入的连接尝试】，EndAcceptSocket方法【异步接受传入的连接尝试，并创建新的socket来处理远程主机通信】，EndAcceptTcpClient方法【异步接受传入的连接尝试，并创建新的TcpClient来处理远程主机通信】,Start方法【开始侦听传入的连接请求】，stop方法【关闭侦听器】

TCP网络程序实例：
服务器端：
创建服务器端项目server，在main方法中创建TCP连接对象；然后监听客户端接入，并读取接入的客户端IP地址和传入的消息；最后向接入的客户端发送一条消息。
代码：（P343）

客户端：创建客户端项目Client，在Main方法中创建Tcp连接对象，以指定的地址和端口连接服务器；然后向服务端发送数据和接受服务器端传输的数据。
代码：（P345）
TCP服务端客户端代码

⭕UDP程序设计
用户数据报协议，UDP信息传递更快，但不提供可靠的保证。用户无法知道数据能否正确地到达主机，也不能确定到达目的地的顺序。
UdpClient类：用于在同步阻止模式下发送和接收无连接UDP数据报，由于UDP是无连接的，所以不需要在发送和接收数据前建立远程主机连接。可以选择两种办法来建立默认远程主机：1.使用远程主机名和端口号作为参数创建UdpClient类的实例。2.创建UdpClient类的实例，然后调用Connect方法。

UdpClient类的常用属性：Available属性【获取从网络接收的可读取的数据量】，Clinet属性【获取或设置基础网络Socket】,
常用方法：
（异步）BeginReceive方法【从远程主机异步接收数据报】，BeginSend【将数据报异步发送到远程主机】，EndReceive【结束挂起的异步接收】，EndSend【结束挂起的异步发送】，
（同步）close【关闭】，Connect【建立默认远程主机】，Receive【返回已由远程主机发送的UDP数据报】，Send【将UDP数据报发送到远程主机】

Udp网络程序实例：
广播数据报程序：（服务端）创建广播主机项目Server，在main方法中创建UDP连接，然后通过UDP连接不断向外发送广播信息。
程序代码：P347

（客户端）创建接收广播项目client
程序代码：P349

TCP协议通过数据流来实现数据传递，UDP协议通过数据包来实现传递，不管是数据流还是数据包都是以字节来存储的，所以不管哪种协议都可以传输任何类型的数据，例如文字，图片，视频等。

多线程编程技术：《第十五章》

当程序同时完成多件事情时，就是多线程程序。
⭕概述
世间万物的事务会同时完成很多工作，活动同时进行，这种思想在C#中被称为并发，而将并发完成的每一件事成为线程。
先了解进程的概念：系统中资源分配和资源调度的基本单位，叫做进程。每一个独立执行的程序在系统中都是一个进程。
每个进程中都可以同时包含多个线程，例如QQ由收发信息，下载，播放音乐等，同时进行互不打扰，这就使用了线程的并发机制，每个功能都是一个可以独立运行的线程。

而计算机的CPU只有一个，那么这些线程是怎么做到并发运行的呢？
–》windows操作系统是多任务操作系统，它以进程为单位，每个独立执行的程序称为进程，在系统中可以分配给每个进程一段有限的使用CPU的时间（CPU时间片），CPU在片段时间中执行某个进程，然后下一个时间片又跳到下一个进程中去执行。由于CPU转换较快，所以使得每个进程好像是同时执行一样。
–》一个线程则是进程中的执行流程，一个进程中可以同时包括多个线程，每个线程也可以得到一个小段程序的执行时间，这样一个进程就可以具有多个并发的执行的线程。

多线程的优缺点：
优点：提高对用户的响应速度：通过网络与Web服务器和数据库进行通信；执行占用大量时间的操作；
缺点：不要在程序中使用太多的线程，可以减少操作系统资源的使用：系统将为进程和线程所需的上下文信息使用内存；跟踪大量的线程将占用大量的处理器时间；使用多个线程控制代码执行较为复杂，可能会有bug。

⭕线程的实现
通过使用Thread类实现线程，介绍Thread类，以及创建线程，线程的生命周期进行介绍。

使用Thread类创建线程

Thread类位于System.Threading命名空间下，该类主要用于创建并控制线程，设置线程优先级并获取其状态，构造函数需要传入参数start，参数start表示一个委托，表示线程开始执行时要调用的方法。

Thread类常用属性：Thread类常用方法：

使用：创建了 Thread类的对象之后，线程对象已存在并已配置，但并未创建实际的线程。只有在调用start方法后，才会创建实际的线程。（如果线程已终止，则无法通过再次调用Start方法重新启动）

void Roll()
{
...
}private void load()
{Thread th = new Thread(new ThreadStart(Roll));		//创建线程对象th.start();			//启动线程
}

线程的生命周期：

出生【new Thread()】，start() --》就绪，得到系统资源–》运行，sleep(),Join()等待，等待输入输出–》暂停，休眠结束，输入输出完成–》就绪，
运行 ---- 时间片结束 --》就绪
运行 ---- 调用Abort()终止线程 --》死亡

操作线程的方法：

a.线程的休眠：Thread.Sleep(1000);
b.线程的加入：使用Join方法：当线程A使用join方法加入到已有的线程B时，线程B会等待该线程A执行完毕后再继续执行。Join方法用来阻塞调用线程，直到某个线程终止时为止。

Thread th1,th2;
void pro1()
{...th2.Join();		//使用线程2调用Join方法
}void pro2()
{...
}
private void Load(object sender,EventArgs e)
{th1 = new Thread(new ThreadStart(pro1));	//创建线程1对象th1.start();th2 = new Thread(new ThreadStart(pro2));	//创建线程1对象th2.start();
}

c.线程的终止：Thread类的Abort方法，且线程一旦被终止，它将无法重新启动。

if(th1.ThreadState == ThreadState.Running)		//判断线程是否正常运行th1.Abort();								//终止线程

d.线程优先级

线程的同步：

在多线程程序中，会发现两个线程抢占资源问题，C#提供线程同步机制来防止资源访问的冲突，其中主要用到Lock关键字，Monitor关键字，Mutex关键字。
线程同步机制：基本上所有解决多线程资源冲突问题的方法都是采用给定时间只允许一个线程访问共享资源，这时就需要给共享资源上一道锁，这就是程序开发中的线程同步。所谓同步，就是指某一时刻只有一个线程可以访问资源。
⭕Lock关键字实现线程同步
通过为给定对象获取互斥锁来实现的。提供给Lock语句的参数必须为基于引用类型的对象，用来定义锁的范围

class Program
{int num =10;void Ticket(){while (true){lock (this)		//这里有线程调用时会锁住，其他线程就无法进行同时调用{if (num > 0){num--;}}}}static void main(string[] args){Program p = new Program();Thread tA = new Thread(new ThreadStart(p.Ticket));Thread tB = new Thread(new ThreadStart(p.Ticket));Thread tC = new Thread(new ThreadStart(p.Ticket));Thread tD = new Thread(new ThreadStart(p.Ticket));tA.Start();tB.Start();tC.Start();tD.Start();}
}

但是如果在静态方法中使用lock关键字，不能用this

⭕Monitor关键字实现线程同步
提供同步对对象的访问机制，它通过向单个线程授予对象锁来控制对对象的访问，该对象锁提供限制访问代码块的能力。当一个线程拥有对象锁时，其他任何线程都不能获取该锁。

//上一段代码的Ticket函数改成：
void Ticket()
{while (true){Monitor.Enter(this);	//锁定代码块if (num > 0){num--;}Monitor.Exit(this);		//解锁代码块}
}

Monitor类有很好的控制能力，它可以使用wait方法指示活动的线程等待一段时间，线程操作完成时，还可以使用Pulse方法或者PulseAll方法通知等待中的线程。

⭕使用Mutex类实现线程同步
Mutex类与Monitor类似，它防止多个线程在某一时间同时执行某个代码，然而与监视器不同的是，Mutex类可以用来使跨经常的线程同步。

void Ticket()
{while (true){Mutex mymutex = new Mutex(false);       //构造函数参数指定了创建该对象的线程是否希望立即获取其所有权，在一个资源得到保护的类中创建常设置成falsemymutex.WaitOne();          //阻塞当前线程if (num > 0){num--;}mymutex.ReleaseMutex();     //释放Mutex对象}
}

尽管Mutex可用于进程间的线程同步，但是Monitor类通常更可取，因为Monitor类是专门为.new Framework而设计的，Mutex类是WIN32的包装，转换需要更多的资源。

备注：Thread类中，被标注为过时的Suspend方法和Resume方法。
1.Suspend方法：该方法用来挂起线程，如果线程已挂起，则不起作用
2.Resume方法：该方法用来继续已挂起的线程

static void Main(string[] args)
{Thread myThread;myThread = new Thread(new ThreadStart(createThread));myThread.Start();       //启动线程myThread.Suspend();     //挂起线程myThread.Resume();      //恢复挂起的线程
}
public static void createThread()
{//...
}

了解线程池：程序需要创建大量段生命周期的线程，应该使用线程池，在C#中提供了创建线程池的ThreadPool类，该类提供了一些静态方法，用于发送工作项，处理异步IO等。