Питання для самоконтролю — Розділ 18. Файлова система та потоки

18.1. Path, File, Directory

1. Чим відрізняється Path.Combine("C:\\data", "logs", "app.log") від простої конкатенації рядків через +? Чому Path.Combine є кращим вибором у кросплатформних застосунках?

2. Розгляньте код:

   string path = @"C:\projects\app\bin\Debug\app.exe";
   Console.WriteLine(Path.GetDirectoryName(path));
   Console.WriteLine(Path.GetFileNameWithoutExtension(path));
   Console.WriteLine(Path.GetExtension(path));

   Що виведе кожен рядок? Поясніть різницю між GetFileName і GetFileNameWithoutExtension.

3. Знайдіть помилку в наступному коді:

   string dir = @"C:\reports\2024\january";
   if (!Directory.Exists(dir))
       Directory.CreateDirectory(dir);
   File.WriteAllText(dir + "report.txt", "data");

   Виправте її та поясніть, яка функція Path вирішує цю проблему.

4. Порівняйте Directory.GetFiles() і Directory.EnumerateFiles(). У якому сценарії EnumerateFiles матиме суттєву перевагу в продуктивності? Наведіть приклад такого сценарію.

5. Напишіть метод CleanOldLogs(string folder, int daysOld), який видаляє з папки всі .log файли, що не змінювались більше daysOld днів. Використовуйте File.GetLastWriteTime і Directory.EnumerateFiles.

6. Що відбудеться при виклику Directory.Delete(@"C:\mydir")? Коли потрібен параметр recursive: true? Яка небезпека рекурсивного видалення?

7. Напишіть метод EnsureBackupExists(string sourceFile), який копіює файл поряд з оригіналом з суфіксом .bak, але тільки якщо .bak ще не існує або старіший за оригінал.

18.2. FileInfo та DirectoryInfo

1. Яка принципова різниця між статичним класом File і класом FileInfo? Коли виправдано використовувати FileInfo замість File.GetXxx() методів?

2. Розгляньте код:

   var fi = new FileInfo(@"C:\data\report.csv");
   Console.WriteLine(fi.Length);
   // ... зовнішній процес змінює файл ...
   Console.WriteLine(fi.Length);

   Чому другий Console.WriteLine може вивести хибне значення? Що треба зробити, щоб отримати актуальний розмір?

3. Поясніть концепцію кешування метаданих у FileInfo. Як це допомагає при роботі з багатьма операціями над одним файлом? Наведіть приклад коду, де FileInfo ефективніший за File.

4. Що таке FileSystemInfo? Яку роль він відіграє в ієрархії класів? Напишіть метод, що приймає FileSystemInfo і виводить ім'я та дату створення незалежно від того, файл це чи директорія.

5. Напишіть метод GetLargestFiles(string directory, int count), що повертає count найбільших файлів у директорії (включно з вкладеними) у вигляді колекції FileInfo, відсортованих за спаданням розміру.

6. DirectoryInfo.GetFileSystemInfos() повертає FileSystemInfo[]. Чому це корисно? Напишіть код, що обходить директорію рекурсивно та виводить дерево файлів і папок з відступами відповідно до рівня вкладеності.

7. Порівняйте підходи: new FileInfo(path).Exists проти File.Exists(path). Чи є між ними різниця в поведінці? Який з них кращий у циклі з 1000 перевірок одного й того самого файлу?

18.3. Stream та FileStream

1. Що таке абстрактний клас Stream? Назвіть три найважливіших властивості Stream та поясніть їх значення. Чому Stream є абстрактним, а не інтерфейсом?

2. Розгляньте код:

   using var fs = new FileStream("data.bin", FileMode.Create);
   byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes("Hello");
   fs.Write(data, 0, data.Length);
   // програма завершується

   Що станеться з даними без явного Flush()? У яких умовах using гарантує збереження даних?

3. Поясніть різницю між FileMode.Create, FileMode.CreateNew і FileMode.OpenOrCreate. Наведіть конкретний сценарій, де помилковий вибір режиму призведе до втрати даних.

4. Навіщо потрібен параметр FileShare? Напишіть код, що відкриває файл журналу так, щоб кілька процесів могли читати його одночасно, але жоден не міг писати під час читання.

5. Реалізуйте метод CopyStream(Stream source, Stream destination, int bufferSize), що копіює дані чанками вказаного розміру. Поясніть, чому порційне копіювання краще за source.CopyTo(destination) у деяких випадках.

6. Напишіть код, що використовує Seek(offset, SeekOrigin) для читання останніх 100 байт файлу без завантаження всього файлу в пам'ять. Поясніть значення SeekOrigin.End.

7. Що таке MemoryStream? Чим він відрізняється від FileStream? Поясніть параметр leaveOpen у контексті передачі MemoryStream в інший об'єкт.

8. Розгляньте сценарій: потрібно прочитати великий файл (2 ГБ), обробити дані та записати результат. Чому не варто використовувати File.ReadAllBytes()? Як правильно організувати обробку за допомогою FileStream?

18.4. StreamReader та StreamWriter

1. Чому StreamReader і StreamWriter називають "декораторами"? Який паттерн проєктування тут реалізовано? Намалюйте (текстово) ланцюжок об'єктів при читанні UTF-8 файлу.

2. Розгляньте код:

   var writer = new StreamWriter("log.txt", append: true);
   writer.WriteLine("Entry 1");
   writer.WriteLine("Entry 2");
   // writer.Dispose() не викликається

   Що може статися з даними? Як AutoFlush = true змінює поведінку? Які його переваги та недоліки?

3. Напишіть метод CountLinesInFile(string path), що підраховує кількість рядків у великому текстовому файлі (сотні мегабайт) без завантаження всього файлу в пам'ять. Чому ReadLine() кращий за ReadToEnd() у цьому випадку?

4. Що таке StringReader і StringWriter? Навіщо вони потрібні, якщо є string? Напишіть приклад використання StringWriter для тестування методу, що пише до TextWriter.

5. Поясніть різницю між TextReader і StreamReader. Де в реальному коді корисно приймати TextReader замість StreamReader як параметр методу?

6. Розгляньте код:

   using var reader = new StreamReader("data.csv");
   while (!reader.EndOfStream)
   {
       string line = reader.ReadLine();
       ProcessLine(line);
   }

   Що поверне reader.Peek() на останньому рядку? Як EndOfStream пов'язаний з Peek()?

7. Напишіть метод MergeCsvFiles(string[] inputPaths, string outputPath), що об'єднує кілька CSV файлів в один, зберігаючи заголовок тільки з першого файлу. Використовуйте StreamReader і StreamWriter.

18.5. BinaryReader та BinaryWriter

1. Чим принципово відрізняється двійковий формат від текстового при збереженні числа 3.14159265358979? Скільки байт займає double у бінарному форматі проти текстового?

2. Розгляньте код запису:

   using var bw = new BinaryWriter(File.Create("data.bin"));
   bw.Write(42);
   bw.Write("Hello");
   bw.Write(3.14f);
   bw.Write(true);

   Напишіть відповідний код читання. Що станеться, якщо читати у іншому порядку (спочатку float, потім int)?

3. Поясніть концепцію записів фіксованого розміру у бінарних файлах. Напишіть структуру PatientRecord (ID: int, вік: byte, вага: float) та методи для запису й читання масиву таких записів.

4. Як використати Seek у FileStream разом з BinaryReader для читання запису за індексом без перебору всього файлу? Обчисліть зміщення для читання запису з індексом i, якщо кожен запис займає 9 байт.

5. Порівняйте розмір файлу при збереженні 1000 чисел типу double у текстовому форматі (через StreamWriter) та бінарному (через BinaryWriter). Зробіть розрахунок та поясніть різницю.

6. Напишіть метод UpdateRecord(string filePath, int index, float newWeight), що відкриває бінарний файл записів PatientRecord (ID: int, вік: byte, вага: float), знаходить запис за індексом та оновлює тільки поле ваги без переписування всього файлу.

7. Де бінарний формат є очевидним вибором, а де текстовий? Перелічіть 3 сценарії для кожного формату. Що таке ендіанність і чому вона важлива при обміні бінарними файлами між різними системами?

18.6. System.Text.Json

1. Що робить JsonSerializer.Serialize(obj, new JsonSerializerOptions { WriteIndented = true })? Коли доцільно використовувати WriteIndented = false у продуктивному середовищі?

2. Розгляньте клас:

   public class Doctor
   {
       public string Name { get; set; }
       public string PasswordHash { get; set; }
       public DateTime CreatedAt { get; set; }
       public List<string> Roles { get; set; }
   }

   Як серіалізувати об'єкт так, щоб: поле PasswordHash не потрапило в JSON, CreatedAt стало created_at у camelCase, а Roles стало permissions? Використайте JSON атрибути.

3. Поясніть різницю між JsonSerializerOptions.PropertyNamingPolicy = JsonNamingPolicy.CamelCase та атрибутом [JsonPropertyName("name")]. Який з них має пріоритет?

4. Що означає DefaultIgnoreCondition = JsonIgnoreCondition.WhenWritingNull? Напишіть код та покажіть вихідний JSON для об'єкта, де частина полів null.

5. Перерахуйте всі JSON атрибути, що вивчались у розділі ([JsonPropertyName], [JsonIgnore] тощо). Для кожного наведіть короткий приклад використання та поясніть ефект.

6. Напишіть метод SaveConfig<T>(T config, string path) і T LoadConfig<T>(string path), що зберігають і відновлюють конфігурацію з JSON файлу. Обробіть випадки, коли файл не існує або містить невалідний JSON.

7. Порівняйте JsonSerializer.Serialize(obj) (рядок) і JsonSerializer.Serialize(stream, obj) (в потік). Коли потокова версія є кращим вибором? Яка різниця в використанні пам'яті?

8. Що таке JsonStringEnumConverter? Без нього як серіалізується enum за замовчуванням? Напишіть приклад, де JsonStringEnumConverter зареєстрований глобально через JsonSerializerOptions.