Lectura y escritura de archivos en c#

El manejo de archivos en la plataforma .NET se logra mediante la clase Stream que representa un flujo de información (Un archivo es considerado un flujo de datos, al igual que los datos transferidos de un dispositivo a otro, o los datos transferidos por la red mediante TCP/IP).

La clase Stream, es una clase abstracta, por lo que no es posible utilizarla directamente ya que no se puede crear instancias. Lo que se debe hacer es utilizar una de sus clases derivadas que se especializan en el tratamiento de streams para diferentes destinos como por ejemplo FileStream (para el manejo de archivos), Memorystream (para el manejo de datos en memoria), etc.

La primera opción para escribir y/o leer datos de una archivo de texto es utilizar la clase FileStream. Esta clase se encuentra en el namespace System.IO y es una clase derivada de la clase Stream.

El FileStream actúa como un intermediario entre el sistema de archivos y nuestra aplicación, permitiendo realizar de una manera limpia y sencilla operaciones de escritura y lectura en archivos. Para utilizar el FileStream, lo primero que se debe hacer es crear una instancia que apunte al archivo deseado. Para esto se tiene la opción de utilizar alguno de los constructores ofrecidos, tal y como se muestra a continuación:

Como se ve en la figura anterior, es un constructor bastante tedioso de utilizar porque recibe una cantidad considerable de parámetros. Para contrarestar esto, tenemos la posibilidad de utilizar alguno de los métodos ofrecidos por la clase utilitaria File, que nos permite obtener un FileStream con parámetros específicos de acuerdo al método utilizado para obtenerlo. A continuación se muestra un ejemplo:

En el ejemplo anterior se utilizó el método Create el cual crea el archivo en la ruta especificada y en caso de que el archivo exista, es sobrescrito. Estos métodos ofrecidos por la clase File, facilitan el desarrollo de aplicaciones con manejo de archivos y permite una mejor lectura de código.

Para escribir datos en un archivo de texto, se utilizan los métodos Write y WriteByte. El primero recibe como parámetro un vector de bytes que representa la información a almacenar, mientras el segundo recibe como parámetro un solo byte para ser escrito. Elegir cual de los dos métodos utilizar depende del escenario, ya que cuando se va a escribir gran cantidad de información, no es recomendable escribir byte a byte porque se ejecutaría muchas veces el mismo ciclo sino que por el contrario, es conveniente escribir varios bytes a la vez.

A continuación se muestra un ejemplo de la operación de escritura con ambos métodos:

Se puede observar como se utiliza la clase Encoding para formatear la cadena en UTF8 y obtener el array de bytes que se debe escribir en el archivo. De la misma manera se puede codificar el texto a escribir en otro formato como por ejemplo ASCII, Unicode, etc.

Es importante mencionar que todo stream se debe cerrar al finalizar la operación que se realiza sobre el, ya que de lo contrario el archivo quedaría bloqueado y no se liberarían recursos del sistema operativo. Adicionalmente, el método Flush, se utiliza para indicarle a la clase FileStream, que escriba en el archivo físico lo que se ha escrito con el método WriteByte o con el método Write hasta el momento ya que de lo contrario, dichos cambios se verían reflejados únicamente cuando se cierre el Stream. Este método seria útil cuando queremos que se escriba el texto en el archivo y no deseamos cerrar el Stream porque necesitamos seguir haciendo operaciones de escritura, además de ser una buena práctica siempre utilizarlo aun cuando parezca ser innecesario.

La implementación de la misma funcionalidad con el otro método, seria como se muestra a continuación.

Como se ve en el ejemplo anterior, con estos métodos, el programador tiene un control muy preciso sobre la información que desea escribir en el archivo, tanto, que hasta puede llegar a ser engorroso en algunas ocasiones.

Afortunadamente, la plataforma .NET ofrece otras maneras de administrar Streams para hacerle la vida más fácil al desarrollador. Una de esas maneras es utilizar la clase StreamWriter para escribir en archivos y StreamReader para leer desde archivos. Es necesario tener en cuenta que estas clases están orientadas a obtener caracteres como salida a diferencia de las clases que heredan de Stream que están orientadas a obtener bytes.

Con la clase StreamWriter, solo nos debemos preocupar por utilizar el método Write o WriteLine para escribir datos en un archivo de texto. Estos métodos reciben tipos de datos nativos del lenguaje como por ejemplo int, bool, decimal, float, string, char, etc. Y utiliza el codificador indicado cuando se instancia la clase para codificar los caracteres de salida al archivo de texto. En caso de utilizar un constructor que no especifique algún Encoding, por defecto esta clase opera con el UTF8.

Como se ve en el ejemplo anterior, las líneas de código son mucho mas sencillas que las vistas en el ejemplo del FileStream. Esto es porque la clase StreamWriter es una clase especializadas para el trabajo de Stream hacia archivos de texto y nos evita el trabajo de tener que obtener la representación en bytes del valor que queramos escribir.

La diferencia entre el método Write y WriteLine, es que el segundo inserta un salto de línea al final de los datos ingresados, haciendo que la próxima vez que se quiera insertar, se hará en la siguiente línea.

Aunque la clase StreamWriter no hereda de la clase Stream, si utiliza en su implementación un Stream en el cual escribe o lee secuencias de caracteres. Por eso, esta clase en su interior, se encarga de crear y utilizar el Stream necesario para apuntar al archivo de texto representado por la ruta que se utilizo en el constructor del ejemplo. Sin embargo, esta clase también tiene otro constructor donde se le puede pasar un Stream que tengamos creado en lugar de la ruta, como se ve a continuación:

El complemento del objeto StreamWriter es el objeto StreamReader, cuyo principal objetivo es facilitarnos las tareas de lectura de cadenas de caracteres. Con este objeto, nos podemos despreocupar de esas tareas de bajo nivel para poder obtener un código mucho mas limpio y fácilmente legible.

En el ejemplo se ve como fácilmente se puede leer información de un archivo de texto utilizando el método ReadLine del objeto StreamReader. Este método, simplemente lee la línea siguiente teniendo en cuenta la posición actual del puntero del archivo.

Es importante aclarar que utilizando los streams vistos hasta el momento se pueden leer y escribir en archivos de texto cadenas de caracteres, es decir, texto plano. Esto implica que la información escrita en los archivos podrá ser vista y entendida por cualquier persona, ya que se guarda tal y como se encuentra en un principio.

Lo anterior puede llegar a ser un problema en los casos en que se elige utilizar archivos de texto como repositorio de datos de una aplicación (aunque esto es poco recomendable, habrán casos en los pueda llegar a ser necesario), y digo que es un problema porque podría haber información que no queremos que cualquier persona la pueda ver y mucho menos entender, sino que quisiéramos que dicha información estuviera almacenada de forma segura.

Una posible opción para esto es almacenando la información en formato binario, es decir, que la información estará almacenada no en formato de texto plano sino en su representación binaria (1s y 0s), lo cual permite tener mas privacidad (OJO, solo mas privacidad, no mucha privacidad ni seguridad. Si el punto fuera como obtener una forma segura de almacenar información tendríamos que mirar los temas de cifrado y hashing). En .NET, el objeto que nos facilita trabajar con Stream de datos binarios es el BinaryWriter y el BinaryReader, los cuales supongo pueden deducir como se utilizan según lo visto anteriormente.

El primero permite escribir datos en un archivo de texto en formato binario mediante el método Write(), el cual.tiene varias sobrecargas entre los cuales acepta varios tipos de dato como por ejemplo int, long, bool, double, decimal, char, string. El segundo permite recuperar información almacenada en formato binario por medio del método indicado. Como así que por medio del método indicado?. Lo que sucede con el BinaryReader es que no tiene un método Read genérico, sino que tiene un Read para cada tipo de dato que puede ser escrito, por ejemplo ReadInt32, ReadBoolean, ReadChar, etc. Esto nos obliga a conocer la estructura del archivo con el que estamos trabajando para poder leer el tipo de dato correcto en la posición correcta.

A continuación se muestra un pequeño ejemplo sobre como utilizar el BinaryReader y el BinaryWriter.

En el ejemplo anterior se observa como se puede escribir varios tipos de dato con el mismo método Write del objeto BinaryWriter ya que tiene varias sobrecargas.

A continuación se muestra como se vería la información en el caso de intentar visualizarla con un editor de texto:

Para leer información binaria se utiliza el objeto BinaryReader y se utiliza “El método indicado”.

En el ejemplo anterior se observa como se utiliza el método de lectura según el tipo de dato que desee leer, lo cual implica que con anterioridad se conozca la estructura del archivo. En este caso, nótese que se leyó exactamente en el mismo orden en el que se escribió la información con el BinaryWriter.

El siguiente es el resultado de la ejecución del código anterior: