C# 基础知识系列- 17 小工具优化

0. 前言

不知道有没有动手能力强的小伙伴照着上一篇的内容写过程序呢？如果有的话，应该会在使用的时候发现以下几个问题：

1. 每次启动都需要经过漫长的时间去遍历磁盘里的文件目录
2. 因为数据是用的字典保存的，所以会消耗大量的内存空间
3. 不能多次查询

现在我们就针对这些问题，让我们的小工具实用起来。

1. 分析与实现

在动手之前，我们先分析一下问题。在实际开发之前，无论是接到什么需求都要先仔细分析一下，确定好方案再动手方为开发的正道。嗯，没毛病。因为开发过程中跟产品对线、跟客户对线要占整个项目的一半左右时间。好了，不废话了。继续：

遍历文件目录的时间过长，那么我们是不是可以用异步并发去遍历呢？

数据用字典保存会消耗内存空间，那么我们是不是可以用其他的方式保存呢？

不能多次查询，是不是可以使用循环，然后设置一个退出条件？

1.1 c#的异步/并发实现

在c#里，异步和并发的实现是依据线程、任务来实现的。在之前《c# 基础知识系列- 12 任务和多线程》里大概介绍了一下线程和任务，我们知道线程本身是没法返回数据的，它与主线程进行数据交互的过程十分需要注意线程安全。而任务可以返回数据，不需要像线程一样小心翼翼地与主线程进行数据交互。任务有一个优点，它比线程更轻量，所以在当前环境下我们可以试试任务。

当然，线程也有优点，那就是线程的运行环境相对更封闭一点，它能完成一个长的大型运算。

那么继续上一篇的内容，先引用 ：

using system.threading.tasks;

先提取一组根据可枚举目录集合创建任务组并取得结果的方法：

public static dictionary<string,list<string>> overdirectories(ienumerable<directoryinfo> directories)
{
    var tasks = directories.select(dir => task.run(()=>overdirectories(dir))).toarray();
    task.waitall(tasks);// 这行的意思是等待所有任务完成
    return concat(tasks.select(t=>t.result).toarray());
}

然后改造原有的overdirectories方法：

public static dictionary<string,list<string>> overdirectories(directoryinfo rootdirectory)
{
    console.writeline($"正在遍历目录：{rootdirectory.fullname}");
    var dict = new dictionary<string, list<string>>();
    ienumerable<fileinfo> files = new list<fileinfo>();
    try
    {
        files = rootdirectory.enumeratefiles();
    }
    catch(exception e)
    {
        console.writeline($"错误信息：{e}");//打印错误信息
    }

    foreach(var file in files)
    {
        var key = path.getfilenamewithoutextension(file.name);
        if(!dict.containskey(key))
        {
            dict[key] = new list<string>();
        }
        dict[key].add(file.fullname);
    }
    try
    {
        var dirs = rootdirectory.enumeratedirectories();
        return concat(dict, overdirectories(dirs));// 采用线程版的方法进行遍历
    }
    catch (system.exception e)
    {
        console.writeline($"错误信息：{e}");//打印错误信息
    }
    return dict;
}

1.2 数据复用

理想状态下，我们的数据应该是保存在数据库的，但因为数据库的操作是在下一系列的教程中，所以目前只能舍弃这个设想。

那么，利用现有方式，我们可以使用文件作为缓存的方式，也就是说把数据保存在文件里，在需要的时候从文件中读取出来。这时候就需要一组操作文件的方法。

首先，声明一个静态变量：

public static readonly string tempfile = "temp.txt";

然后编写读取、存放数据的方法：

public static void writelinestotemp(list<string> lines)
{
    file.appendalllines(tempfile, lines);
}

public static list<string> search(string file)
{
    var lines = file.readlines(file);
    var results = lines.where(line=>path.getfilenamewithoutextension(line).contains(file));
    return results.tolist();
}

这时候在文件中存放的都是路径文件，所以需要重新修改遍历文件路径的方法，只保留路径：

public static list<string> overdirectories(directoryinfo rootdirectory)
{
    console.writeline($"正在遍历目录：{rootdirectory.fullname}");
    list<string> files = new list<string>();
    try
    {    
        files.addrange(rootdirectory.getfiles().select(f=>f.fullname).tolist());
        console.writeline($"在目录：{rootdirectory.fullname} 下 找到 文件：{files.count} 个");
    }
    catch(exception e)
    {
        console.writeline($"加载目录：{rootdirectory.fullname} 中\t错误信息：{e}");//打印错误信息
    }
    try
    {
        var dirs = rootdirectory.getdirectories();
        overdirectories(dirs);
    }
    catch (system.exception e)
    {
        console.writeline($"在下探目录{rootdirectory.fullname}时发生错误：{e}");
    }
    return files;
}

public static void overdirectories(ienumerable<directoryinfo> directories)
{
    var tasks =new list<task<list<string>>>( directories.select(dir => task.run(()=>overdirectories(dir))));
    while(tasks.any())
    {
        var completeds = tasks.where(t=>t.iscompleted).tolist(); // 提取所有已完成的任务
        foreach(var t in completeds)
        {
            writelinestotemp(t.result);// 保存文件列表
            tasks.remove(t);//移除已处理的任务
        }
    }
}

最后修改主方法，设置启动时遍历路径的规则：

static void main(string[] args)
{
    if(!file.exists(tempfile))// 缓存文件存在，则认为上次已经遍历成功了
    {
        var drivers = getdrivers();
        overdirectories(drivers);
    }

    console.writeline("请输入要查询的文件名：");
    var search = console.readline().trim();

}

1.3 循环使用并设置退出条件

设置用户输入q或q的时候退出程序，这时候就需要改造main方法了：

static void main(string[] args)
{
    console.writeline("文件查询小工具启动了……");
    if(!file.exists(tempfile))
    {
        console.writeline("尚未加载缓存记录，数据加载中……");
        var drivers = getdrivers();
        overdirectories(drivers);
        console.writeline("数据加载完成");
        thread.sleep(500);
        console.clear();// 清除控制台
    }
    while(true)
    {
        console.writeline("请输入要查询的文件名(输入q/q 退出)：");
        var search = console.readline().trim();// 去除多余的空白字符
        if(search == "q" || search == "q")//添加退出条件
        {
            break;
        }
        console.writeline("查询中……");
        var results = search(search);
        console.writeline("查询结果：");
        foreach(var r in results)
        {
            console.writeline(r);
        }
    }
    console.writeline("程序已退出！");
}

在main 方法里加了很多提示语句，以方便使用。

2. 总结

以上是第一次实战课的所有内容。欢迎各位小伙伴们踊跃讨论。这个小工具并不完善，但是随着我们对.net core的了解和深入就会写的得心应手了。

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