Создание потоков

Статья
08/07/2024

Резервное хранилище — это устройство хранения информации, например диск или память. Каждый тип резервного хранилища реализует свой собственный поток в качестве реализации Stream класса.

Каждый тип потока считывает и записывает байты в собственное резервное хранилище. Потоки, которые связаны с резервными хранилищами, называются базовыми. Базовые потоки имеют конструкторы, которые используют параметры для подключения к соответствующему резервному хранилищу. Например, FileStream имеет конструкторы, указывающие параметр режима доступа, который определяет, считывается ли файл из файла, записывается в него или оба.

В структуре классов System.IO реализовано упрощенное составление потоков. Базовые потоки могут присоединяться к одному или нескольким транзитным потокам, которые предоставляют нужные возможности. Вы можете прикрепить в конце цепочки средство чтения или записи, что позволяет удобно читать и записывать нужные типы.

Необходимые компоненты

В этих примерах используется обычный текстовый файл с именем data.txt. Этот файл должен содержать текст.

Пример. Шифрование и расшифровка данных потока

Следующий пример считывает данные из файла, шифрует его, а затем записывает зашифрованные данные в другой файл. Композиция потоков используется для преобразования данных с помощью базового сдвига шифра. Каждый байт, проходящий через поток, имеет значение, измененное на 80.

Предупреждение

Шифрование, используемое в этом примере, является базовым и небезопасным. Он не предназначен для фактическиго шифрования данных для использования, но предоставляется для демонстрации изменения данных через состав потока.

Чтение исходных данных для шифрования

Следующий код считывает текст из одного файла, преобразует его, а затем записывает его в другой файл.

Совет

Прежде чем просматривать этот код, знают, что CipherStream это определяемый пользователем тип. Код этого класса представлен в разделе класса CipherStream.

void WriteShiftedFile()
{
    // Create the base streams for the input and output files
    using FileStream inputBaseStream = File.OpenRead("data.txt");
    using CipherStream encryptStream = CipherStream.CreateForRead(inputBaseStream);
    using FileStream outputBaseStream = File.Open("shifted.txt", FileMode.Create, FileAccess.Write);

    int intValue;

    // Read byte from inputBaseStream through the encryptStream (normal bytes into shifted bytes)
    while ((intValue = encryptStream.ReadByte()) != -1)
    {
        outputBaseStream.WriteByte((byte)intValue);
    }

    // Process is:
    //  (inputBaseStream -> encryptStream) -> outputBaseStream
}

Sub WriteShiftedFile()

    'Create the base streams for the input and output files
    Using inputBaseStream As FileStream = File.OpenRead("data.txt")
        Using encryptStream As CipherStream = CipherStream.CreateForRead(inputBaseStream)
            Using outputBaseStream As FileStream = File.Open("shifted.txt", FileMode.Create, FileAccess.Write)


                'Read byte from inputBaseStream through the encryptStream (normal bytes into shifted bytes)
                Dim intValue As Integer = encryptStream.ReadByte()
                While intValue <> -1

                    outputBaseStream.WriteByte(Convert.ToByte(intValue))

                    intValue = encryptStream.ReadByte()

                End While

            End Using
        End Using
    End Using

    'Process is:
    '  (inputBaseStream -> encryptStream) -> outputBaseStream
End Sub

Рассмотрим следующие аспекты предыдущего кода:

Существует два FileStream объекта:
- FileStream Первый объект (inputBaseStreamпеременная) считывает содержимое файла data.txt. Это поток входных данных.
- FileStream Второй (outputBaseStreamпеременная) объект записывает входящие данные в файл shifted.txt. Это поток выходных данных.
Объект CipherStream (encryptStream переменная) заключает inputBaseStreamв себя оболочку, делая inputBaseStream базовый поток для encryptStream.

Входной поток можно считывать напрямую, записывая данные в выходной поток, но это не преобразовывает данные. Вместо этого encryptStream для чтения данных используется оболочка входного потока. По мере считывания encryptStreamданных он извлекается из inputBaseStream базового потока, преобразует его и возвращает его. Возвращенные данные записываются outputBaseStreamв файл, который записывает данные в файл shifted.txt .

Чтение преобразованных данных для расшифровки

Этот код изменяет шифрование, выполняемого предыдущим кодом:

void ReadShiftedFile()
{
    int intValue;

    // Create the base streams for the input and output files
    using FileStream inputBaseStream = File.OpenRead("shifted.txt");
    using FileStream outputBaseStream = File.Open("unshifted.txt", FileMode.Create, FileAccess.Write);
    using CipherStream unencryptStream = CipherStream.CreateForWrite(outputBaseStream);

    // Read byte from inputBaseStream through the encryptStream (shifted bytes into normal bytes)
    while ((intValue = inputBaseStream.ReadByte()) != -1)
    {
        unencryptStream.WriteByte((byte)intValue);
    }

    // Process is:
    //  inputBaseStream -> (encryptStream -> outputBaseStream)
}

Sub ReadShiftedFile()

    'Create the base streams for the input and output files
    Using inputBaseStream As FileStream = File.OpenRead("shifted.txt")
        Using outputBaseStream As FileStream = File.Open("unshifted.txt", FileMode.Create, FileAccess.Write)
            Using unencryptStream As CipherStream = CipherStream.CreateForWrite(outputBaseStream)


                'Read byte from inputBaseStream through the encryptStream (shifted bytes into normal bytes)
                Dim intValue As Integer = inputBaseStream.ReadByte()
                While intValue <> -1

                    unencryptStream.WriteByte(Convert.ToByte(intValue))

                    intValue = inputBaseStream.ReadByte()

                End While

            End Using
        End Using
    End Using

End Sub

Рассмотрим следующие аспекты предыдущего кода:

Существует два FileStream объекта:
- FileStream Первый объект (inputBaseStreamпеременная) считывает содержимое файла shifted.txt. Это поток входных данных.
- FileStream Второй (outputBaseStreamпеременная) объект записывает входящие данные в файл unshifted.txt. Это поток выходных данных.
Объект CipherStream (unencryptStream переменная) заключает outputBaseStreamв себя оболочку, делая outputBaseStream базовый поток для unencryptStream.

Здесь код немного отличается от предыдущего примера. Вместо упаковки входного потока unencryptStream упаковывает выходной поток. Так как данные считываются из inputBaseStream входного потока, он отправляется в оболочку выходного unencryptStream потока. При unencryptStream получении данных он преобразует его, а затем записывает данные в базовый outputBaseStream поток. Выходной outputBaseStream поток записывает данные в файл unshifted.txt .

Проверка преобразованных данных

Два предыдущих примера выполнили две операции с данными. Во-первых, содержимое файла data.txt было зашифровано и сохранено в файле shifted.txt . Во-вторых, зашифрованное содержимое файла shifted.txt было расшифровывается и сохраняется в файле unshifted.txt . Поэтому файл data.txt и файл unshifted.txt должны совпадать. Следующий код сравнивает эти файлы с равенством:

bool IsShiftedFileValid()
{
    // Read the shifted file
    string originalText = File.ReadAllText("data.txt");

    // Read the shifted file
    string shiftedText = File.ReadAllText("unshifted.txt");

    // Check if the decrypted file is valid
    return shiftedText == originalText;
}

Function IsShiftedFileValid() As Boolean

    'Read the shifted file
    Dim originalText As String = File.ReadAllText("data.txt")

    'Read the shifted file
    Dim shiftedText As String = File.ReadAllText("unshifted.txt")

    'Check if the decrypted file is valid
    Return shiftedText = originalText

End Function

Следующий код выполняет весь процесс расшифровки шифрования:

// Read the contents of data.txt, encrypt it, and write it to shifted.txt
WriteShiftedFile();

// Read the contents of shifted.txt, decrypt it, and write it to unshifted.txt
ReadShiftedFile();

// Check if the decrypted file is valid
Console.WriteLine(IsShiftedFileValid()
                    ? "Decrypted file is valid"     // True
                    : "Decrypted file is invalid"   // False
                 );

// Output:
//   Decrypted file is valid

Sub Main(args As String())
    'Read the contents of data.txt, encrypt it, And write it to shifted.txt
    WriteShiftedFile()

    'Read the contents of shifted.txt, decrypt it, And write it to unshifted.txt
    ReadShiftedFile()

    'Check if the decrypted file Is valid
    Console.WriteLine(IIf(IsShiftedFileValid(),
                            "Decrypted file is valid",  ' True
                            "Decrypted file is invalid" ' False
                     ))
End Sub

Класс CipherStream

Следующий фрагмент кода предоставляет CipherStream класс, который использует базовый шифр переключения для шифрования и расшифровки байтов. Этот класс наследует от Stream и поддерживает чтение или запись данных.