C# 对象、文件与二进制串(byte数组)之间的转换

C# 对象、文件与二进制串(byte数组)之间的转换

1.关于本文

在使用C#下的TCP(类TcpClient)、UDP(类UdpClient)协议传输信息时,都需要将信息转换为byte类型的数组进行发送。本文实现了两种object与byte数组的转换和一种文件与byte数组转换的方式。基础类型的数据,可以用BitConverter类中的函数进行转换。

2.object与byte[]的相互转换:使用IFormatter的Serialize和Deserialize进行序列化与反序列化

实现这个功能,需要先引用三个命名空间:System.IO、System.Runtime.Serialization、System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;

/// 
/// 工具类:对象与二进制流间的转换
/// 
class ByteConvertHelper
{
  /// 
  /// 将对象转换为byte数组
  /// 
  /// 被转换对象
  /// 转换后byte数组
  public static byte[] Object2Bytes(object obj)
  {
    byte[] buff;
    using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
    {
      IFormatter iFormatter = new BinaryFormatter();
      iFormatter.Serialize(ms, obj);
      buff = ms.GetBuffer();
    }
    return buff;
  }

  /// 
  /// 将byte数组转换成对象
  /// 
  /// 被转换byte数组
  /// 转换完成后的对象
  public static object Bytes2Object(byte[] buff)
  {
    object obj;
    using (MemoryStream ms = new MemoryStream(buff))
    {
      IFormatter iFormatter = new BinaryFormatter();
      obj = iFormatter.Deserialize(ms);
    }
    return obj;
  }
}

调用示例:

假设有一个添加了Serializable特性的结构:

/// 
/// 测试结构
/// 
[Serializable]
struct TestStructure
{
  public string A; //变量A
  public char B;   //变量B
  public int C;	//变量C

  /// 
  /// 构造函数
  /// 
  /// 
  /// 
  /// 
  public TestStructure(string paraA, char paraB, int paraC)
  {
    this.A = paraA;
    this.B = paraB;
    this.C = paraC;
  }

  /// 
  /// 输出本结构中内容
  /// 
  /// 
  public string DisplayInfo()
  {
    return string.Format("A:{0};B:{1};C:{2}", this.A, this.B, this.C);
  }
}

那么调用下面的代码可以完成这个结构的转换

static void Main(string[] args)
{
  TestStructure tsA = new TestStructure("1234", '5', 6);
  byte[] bytTemp = ByteConvertHelper.Object2Bytes(tsA);
  Console.WriteLine("数组长度:" + bytTemp.Length);
  TestStructure tsB = (TestStructure)ByteConvertHelper.Bytes2Object(bytTemp);
  Console.WriteLine(tsB.DisplayInfo());

  Console.ReadLine();
}

输出为:

需要注意的是,用这个方式进行结构与byte数组间的转换,结构或类必须有Serializable特性。否则会有异常(SerializationException):“程序集 “XXX, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null” 中的类型 “XXX.XXX” 未标记为可序列化”

另外,这个方式生成的byte数组长度较大

3.使用Marshal类的StructureToPtr与PtrToStructure函数对object与byte数组进行转换

实现这个功能,需要先引用命名空间:System.Runtime.InteropServices

/// 
/// 工具类:对象与二进制流间的转换
/// 
class ByteConvertHelper
{
  /// 
  /// 将对象转换为byte数组
  /// 
  /// 被转换对象
  /// 转换后byte数组
  public static byte[] Object2Bytes(object obj)
  {
    byte[] buff = new byte[Marshal.SizeOf(obj)];
    IntPtr ptr = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(buff, 0);
    Marshal.StructureToPtr(obj, ptr, true);
    return buff;
  }

  /// 
  /// 将byte数组转换成对象
  /// 
  /// 被转换byte数组
  /// 转换成的类名
  /// 转换完成后的对象
  public static object Bytes2Object(byte[] buff, Type typ)
  {
    IntPtr ptr = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(buff, 0);
    return Marshal.PtrToStructure(ptr, typ);
  }
}

调用示例:

现有结构如下(就是比上面示例中的结构少了特性Serializable):

/// 
/// 测试结构
/// 
struct TestStructure
{
  public string A; //变量A
  public char B;   //变量B
  public int C;	//变量C

  /// 
  /// 构造函数
  /// 
  /// 
  /// 
  /// 
  public TestStructure(string paraA, char paraB, int paraC)
  {
    this.A = paraA;
    this.B = paraB;
    this.C = paraC;
  }

  /// 
  /// 输出本结构中内容
  /// 
  /// 
  public string DisplayInfo()
  {
    return string.Format("A:{0};B:{1};C:{2}", this.A, this.B, this.C);
  }
}

调用下面的代码可以完成转换:

static void Main(string[] args)
{
  TestStructure tsA = new TestStructure("1234", '5', 6);
  byte[] bytTemp = ByteConvertHelper.Object2Bytes(tsA);
  Console.WriteLine("数组长度:" + bytTemp.Length);
  TestStructure tsB = (TestStructure)ByteConvertHelper.Bytes2Object(
    bytTemp, Type.GetType("ByteConverter2.TestStructure"));
  Console.WriteLine(tsB.DisplayInfo());

  Console.ReadLine();
}

运行示例:

可以看到,数组长度仅为12,比上面示例中转换的byte[]数组短了非常多,更加节省空间

3.使用FileStream将文件与byte数组相互转换

实现这个功能,需要先引用命名空间:System.IO

/// 
/// 工具类:文件与二进制流间的转换
/// 
class FileBinaryConvertHelper
{
  /// 
  /// 将文件转换为byte数组
  /// 
  /// 文件地址
  /// 转换后的byte数组
  public static byte[] File2Bytes(string path)
  {
    if(!File.Exists(path))
    {
      return new byte[0];
    }

    FileInfo fi = new FileInfo(path);
    byte[] buff = new byte[fi.Length];

    FileStream fs = fi.OpenRead();
    fs.Read(buff, 0, Convert.ToInt32(fs.Length));
    fs.Close();

    return buff;
  }

  /// 
  /// 将byte数组转换为文件并保存到指定地址
  /// 
  /// byte数组
  /// 保存地址
  public static void Bytes2File(byte[] buff, string savepath)
  {
    if (File.Exists(savepath))
    {
      File.Delete(savepath);
    }

    FileStream fs = new FileStream(savepath, FileMode.CreateNew);
    BinaryWriter bw = new BinaryWriter(fs);
    bw.Write(buff, 0, buff.Length);
    bw.Close();
    fs.Close();
  }
}

假设有文件test.txt,调用下面代码可以将test.txt写到byte数组中,并将这个byte数组的内容写入到文件output.txt里

static void Main(string[] args)
{
  byte[] bytTemp = FileBinaryConvertHelper.File2Bytes("test.txt");
  Console.WriteLine("数组长度:" + bytTemp.Length);
  FileBinaryConvertHelper.Bytes2File(bytTemp, "output.txt");
  Console.WriteLine("输出完成");

  Console.ReadLine();
}

运行结果:

END

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