12 Arbeiten mit Dateien und Streams
Das .NET Framework bietet eine Klassenbibliothek, die in Namespaces organisiert ist. Jeder Namespace beschreibt eine zusammenhängende oder zumindest doch verwandte Thematik. Mit Daten zu operieren, egal ob man Daten schreibt oder liest, steht im Zusammenhang mit Dateien. Daher ist es auch nicht verwunderlich, dass sich die wichtigsten Klassen, die mit Dateien und Datenoperationen zu tun haben, in einem Namespace wiederfinden: System.IO.
Wollte man ein kurzes, allgemein gehaltenes Inhaltsverzeichnis von System.IO angeben, müsste dieses drei Hauptabschnitte umfassen:
- Klassen, die ihre Dienste auf der Basis von Dateien und Verzeichnissen anbieten
- Klassen, die den Datentransport beschreiben
- Ausnahmeklassen
Der Schwerpunkt liegt wohl eher auf den Klassen, die durch Punkt 2 beschrieben werden, und geht weit über die Operationen hinaus, die im direkten Zusammenhang mit Dateien stehen. Daraus resultiert letztendlich auch die Namensangabe des Namespace IO für Input/Output-Operationen oder, wie es auch sehr häufig in der deutschen Übersetzung lautet, E/A-Operationen (für die Ein- und Ausgabe).
In diesem Kapitel geht es primär darum, Dateninformationen aus einer beliebigen Datenquelle zu holen und an ein beliebiges Ziel zu schicken. Meist sind sowohl die Quelle als auch das Ziel eines Datenstroms Dateien, aber es kann auch noch ganz andere Anfangs- und Endpunkte geben, beispielsweise:
- eine Benutzeroberfläche
- Netzwerkverbindungen
- Speicherblöcke
- Drucker
- andere Peripheriegeräte
In höheren Programmiersprachen wird ein Datenfluss als Stream bezeichnet. Ein Stream hat einen Anfangs- und einen Endpunkt: eine Quelle, an der der Datenstrom entspringt, und das Ziel, das den Datenstrom empfängt. Die Methoden Console.WriteLine und Console.ReadLine, mit denen wir praktisch schon von der ersten Seite dieses Buches an arbeiten, erzeugen auch solche Datenströme.
Abbildung 12.1 Datenströme einer lokalen Arbeitsstation
Streams haben bestimmte Charakteristika. Das ist auch der Grund, weshalb es nicht nur eine Stream-Klasse gibt, sondern mehrere. Jeder Stream dient ganz speziellen Anforderungen und kann diese mehr oder weniger gut erfüllen. Beispielsweise gibt es Streams, deren Daten direkt als Text interpretiert werden, während andere nur Bytesequenzen transportieren, die der Empfänger erst in das richtige Format bringen muss, um den Inhalt zu interpretieren.
Ein Stream ist nicht dauerhaft: Er wird geöffnet und liest oder schreibt Daten. Nach dem Schließen sind die Daten verloren, wenn sie nicht von einem Empfänger, beispielsweise einer Datei, dauerhaft gespeichert werden.
12.1 Namespaces der Ein- bzw. Ausgabe 
Die elementarsten Klassen für die Dateiein- und -ausgabe sind im Namespace System.IO organisiert. Es sollte nicht unerwähnt bleiben, dass die .NET-Klassenbibliothek mit weiteren Namespaces aufwartet, die Klassen für besondere Aufgaben bereitstellen:
- Im Namespace System.IO.Compression werden mit DeflateStream und GZipStream zwei Klassen angeboten, die Methoden und Eigenschaften zur Datenkomprimierung bzw. Datendekomprimierung bereitstellen.
- Mit den Klassen des Namespace System.IO.IsolatedStorage wird eine Art virtuelles Dateisystem beschrieben. Dieses ermöglicht die Speicherung von Einstellungen und Temporärdaten, die mit der Anwendung eindeutig verknüpft sind. Typischerweise werden im isolierten Speicher Daten abgelegt, die ansonsten beispielsweise in der Registry gespeichert werden müssten. Das Besondere dabei ist, dass weniger vertrauenswürdiger Code nicht auf die Daten zugreifen kann, die sich im isolierten Speicher befinden.
- Streams müssen nicht zwangsläufig mit Dateien oder Verzeichnissen in direktem Zusammenhang stehen, sondern beschreiben Datenströme in allgemeiner Form. Wenn Sie die serielle Schnittstelle programmieren wollen, werden Sie daher auch auf die Methoden und Eigenschaften der Klassen im Namespace System.IO.Ports zurückgreifen müssen.
12.1.1 Das Behandeln von Ausnahmen bei E/A-Operationen
Bei fast allen Dateioperationen kann es zur Laufzeit eines Programms aus den verschiedensten Gründen sehr schnell dazu kommen, dass Ausnahmen ausgelöst werden: Die zu kopierende Datei wird im angegebenen Pfad nicht gefunden, das Zielverzeichnis existiert nicht, als Quelle oder Ziel wird ein Leerstring übergeben usw. Daher sollten Sie unbedingt darauf achten, eine Fehlerbehandlung zu implementieren. Die Dokumentation unterstützt Sie, wenn es darum geht, auf mögliche Fehler zu reagieren, denn es werden alle Ausnahmen aufgeführt, die beim Aufruf einer Methode auftreten könnten.
Alle Ausnahmen im Zusammenhang mit E/A-Operationen werden auf eine gemeinsame Basis zurückgeführt: IOException. Sie sollten auch diesen allgemeinen Fehler immer behandeln, damit der Anwender nicht Gefahr läuft, durch eine unberücksichtigte Ausnahme die Laufzeitumgebung des Programms unfreiwillig zu beenden.
