Vytváření datových proudů

Článek
08/07/2024

Záložní úložiště je úložné médium, například disk nebo paměť. Každý typ záložního úložiště implementuje vlastní datový proud jako implementaci Stream třídy.

Každý typ datového proudu čte a zapisuje bajty z a do příslušného záložního úložiště. Datové proudy, které se připojují k záložním úložištím, se nazývají základní datové proudy. Základní datové proudy mají konstruktory s parametry nezbytnými pro připojení datového proudu k záložnímu úložišti. Má například FileStream konstruktory, které určují parametr režimu přístupu, který určuje, jestli se soubor načítá, zapisuje do nebo do obou.

Návrh tříd poskytuje zjednodušené složení datových System.IO proudů. Základní streamy můžete připojit k jednomu nebo několika průchozím datovým proudům, které poskytují požadované funkce. Ke konci řetězce můžete připojit čtečku nebo zapisovač, takže upřednostňované typy lze snadno číst nebo zapisovat.

Požadavky

Tyto příklady používají soubor prostého textu s názvem data.txt. Tento soubor by měl obsahovat nějaký text.

Příklad: Šifrování a dešifrování dat datového proudu

Následující příklad načte data ze souboru, zašifruje je a pak zapíše zašifrovaná data do jiného souboru. Složení datového proudu slouží k transformaci dat pomocí základní šifry posunu. Každý bajt, který prochází proudem, má svou hodnotu změněnou o 80.

Upozorňující

Šifrování použité v tomto příkladu je základní a nezabezpečené. Účelem není skutečně šifrovat data pro použití, ale poskytuje se k předvedení změn dat prostřednictvím složení datového proudu.

Čtení zdrojových dat pro šifrování

Následující kód přečte text z jednoho souboru, transformuje ho a pak ho zapíše do jiného souboru.

Tip

Než si tento kód prohlédnete, víme, že CipherStream se jedná o uživatelem definovaný typ. Kód pro tuto třídu je poskytován v části CipherStream třídy .

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

Zvažte následující aspekty předchozího kódu:

Existují dva FileStream objekty:
- První FileStream (inputBaseStream proměnná) objekt přečte obsah souboru data.txt . Toto je vstupní datový proud.
- Druhý FileStream (outputBaseStream proměnný) objekt zapisuje příchozí data do shifted.txt souboru. Toto je výstupní datový proud.
Objekt CipherStream (encryptStream proměnná) zabalí inputBaseStreamobjekt , který vytváří inputBaseStream základní datový proud pro encryptStream.

Vstupní datový proud je možné číst přímo, zapisovat data do výstupního datového proudu, ale tím by se data ne transformovala. Místo toho se ke čtení dat používá obálka encryptStream vstupního datového proudu. Při čtení encryptStreamdat se data načítají ze základního datového inputBaseStream proudu, transformují je a vrací. Vrácená data se zapisují do outputBaseStreamsouboru shifted.txt .

Čtení transformovaných dat pro dešifrování

Tento kód obrátí šifrování provedené předchozím kódem:

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

Zvažte následující aspekty předchozího kódu:

Existují dva FileStream objekty:
- První FileStream (inputBaseStream proměnná) objekt přečte obsah souboru shifted.txt . Toto je vstupní datový proud.
- Druhý FileStream (outputBaseStream proměnný) objekt zapisuje příchozí data do unshifted.txt souboru. Toto je výstupní datový proud.
Objekt CipherStream (unencryptStream proměnná) zabalí outputBaseStreamobjekt , který vytváří outputBaseStream základní datový proud pro unencryptStream.

Tady se kód mírně liší od předchozího příkladu. Místo zabalení vstupního datového proudu unencryptStream zabalí výstupní datový proud. Vzhledem k tomu, že se data čtou ze inputBaseStream vstupního datového proudu, odesílají se do obálky výstupního datového unencryptStream proudu. Když unencryptStream přijímá data, transformuje je a zapíše je do základního datového outputBaseStream proudu. Výstupní outputBaseStream datový proud zapisuje data do souboru unshifted.txt .

Ověření transformovaných dat

Dva předchozí příklady prováděly dvě operace s daty. Nejprve se obsah souboru data.txt zašifroval a uložil do souboru shifted.txt . Za druhé, šifrovaný obsah souboru shifted.txt byl dešifrován a uložen do unshifted.txt souboru. Proto by soubor data.txt a unshifted.txt měl být úplně stejný. Následující kód porovnává tyto soubory pro rovnost:

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

Následující kód spustí celý proces šifrování a dešifrování:

// 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

CipherStream – třída

Následující fragment kódu poskytuje CipherStream třídu, která používá základní posun šifry k šifrování a dešifrování bajtů. Tato třída dědí data a Stream podporuje čtení nebo zápis dat.