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= C#文件路径操作 =

'''文件路径操作'''是C#中处理文件和目录位置的核心功能，它允许开发者以编程方式管理文件系统中的路径字符串。本指南将详细介绍如何在C#中使用'''System.IO'''命名空间中的类和方法来处理文件路径，包括路径的拼接、解析、验证和规范化。

== 概述 ==
在C#中，文件路径操作主要依赖于'''Path'''类（位于'''System.IO'''命名空间），它提供静态方法来处理路径字符串，而无需直接访问文件系统。这些方法可以跨平台工作（Windows/Linux/macOS），自动适应不同的目录分隔符（如Windows的'''\'''和Unix的'''/'''）。

=== 关键概念 ===
* '''绝对路径'''：从根目录开始的完整路径（如<code>C:\Projects\file.txt</code>）
* '''相对路径'''：相对于当前工作目录的路径（如<code>..\Documents\file.txt</code>）
* '''路径分隔符'''：不同操作系统使用不同字符（Windows：<code>\</code>，Unix：<code>/</code>）
* '''路径规范化'''：将路径转换为标准形式（处理<code>.</code>和<code>..</code>）

== 核心方法 ==
以下是'''Path'''类中最常用的方法：

=== 路径拼接 ===
使用<code>Path.Combine()</code>安全地拼接路径片段，自动处理分隔符：

<syntaxhighlight lang="csharp">
string path1 = @"C:\Projects";
string path2 = "Subfolder";
string path3 = "file.txt";

string fullPath = Path.Combine(path1, path2, path3);
Console.WriteLine(fullPath);
// 输出: C:\Projects\Subfolder\file.txt (Windows)
// 或 /Projects/Subfolder/file.txt (Unix-like)
</syntaxhighlight>

=== 获取路径组成部分 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
string filePath = @"C:\Projects\App\config.json";

Console.WriteLine(Path.GetDirectoryName(filePath));  // C:\Projects\App
Console.WriteLine(Path.GetFileName(filePath));       // config.json
Console.WriteLine(Path.GetFileNameWithoutExtension(filePath)); // config
Console.WriteLine(Path.GetExtension(filePath));      // .json
</syntaxhighlight>

=== 路径验证 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
string invalidPath = "C:\\Invalid|Path\\file.txt";

bool isPathValid = Path.GetInvalidPathChars().All(c => !invalidPath.Contains(c));
Console.WriteLine(isPathValid); // False (因为包含非法字符'|')
</syntaxhighlight>

== 高级操作 ==

=== 相对路径与绝对路径转换 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
string basePath = @"C:\Projects\App";
string relativePath = @"..\Config\settings.ini";

string absolutePath = Path.GetFullPath(relativePath, basePath);
Console.WriteLine(absolutePath); // C:\Projects\Config\settings.ini
</syntaxhighlight>

=== 临时文件路径 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
string tempFile = Path.GetTempFileName();
Console.WriteLine($"临时文件: {tempFile}"); // 例如: C:\Users\用户名\AppData\Local\Temp\tmp45B2.tmp
</syntaxhighlight>

== 跨平台注意事项 ==
不同操作系统有不同路径规则，使用Path类可自动处理这些差异：

{| class="wikitable"
|+ 平台差异对比
|-
! 特性 !! Windows !! Unix-like
|-
| 根目录 || <code>C:\</code> || <code>/</code>
|-
| 分隔符 || <code>\</code> || <code>/</code>
|-
| 路径最大长度 || 通常260字符 || 通常4096字符
|}

== 实际应用案例 ==

=== 案例1：日志文件轮转 ===
每天创建带日期后缀的日志文件：

<syntaxhighlight lang="csharp">
string logDir = Path.Combine(AppDomain.CurrentDomain.BaseDirectory, "Logs");
string today = DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd");
string logFile = Path.Combine(logDir, $"app_{today}.log");

if (!Directory.Exists(logDir))
{
    Directory.CreateDirectory(logDir);
}

File.AppendAllText(logFile, "New log entry...");
</syntaxhighlight>

=== 案例2：安全保存用户上传 ===
防止路径遍历攻击：

<syntaxhighlight lang="csharp">
string userUpload = "../../secret.txt";
string safeUploadDir = @"C:\App\Uploads";

// 获取规范化的绝对路径
string resolvedPath = Path.GetFullPath(Path.Combine(safeUploadDir, userUpload));

// 验证是否仍在允许的目录内
if (!resolvedPath.StartsWith(safeUploadDir, StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
{
    throw new SecurityException("非法路径访问尝试！");
}
</syntaxhighlight>

== 路径操作可视化 ==
<mermaid>
graph TD
    A[原始路径] --> B{是否绝对路径?}
    B -->|是| C[直接使用]
    B -->|否| D[相对于当前目录解析]
    C --> E[规范化路径]
    D --> E
    E --> F[验证路径字符]
    F --> G[最终路径]
</mermaid>

== 数学表示 ==
路径规范化可以表示为函数：

<math>
normalize(p) = 
\begin{cases} 
p & \text{如果 } p \text{ 已经是规范形式} \\
removeRedundantSeparators(resolveDots(p)) & \text{否则}
\end{cases}
</math>

其中：
* <math>removeRedundantSeparators</math> 去除重复的分隔符
* <math>resolveDots</math> 处理<code>.</code>和<code>..</code>

== 最佳实践 ==
1. 始终使用'''Path.Combine()'''而非字符串拼接
2. 处理用户输入路径时总是验证和规范化
3. 考虑使用<code>Path.DirectorySeparatorChar</code>代替硬编码分隔符
4. 对长路径（>260字符）考虑启用<code>\\?\</code>前缀（仅Windows）

== 参见 ==
* '''System.IO.File''' 类 - 文件操作
* '''System.IO.Directory''' 类 - 目录操作
* '''FileInfo/DirectoryInfo''' 类 - 文件系统对象信息

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