C# 資料壓縮完全指南：GZipStream、SharpZipLib（BZip2）與檔案/字串/位元組陣列實作

.NET 內建 System.IO.Compression.GZipStream 提供無損壓縮，符合 RFC 1952 標準，相容 .gz 工具解壓。若需更高壓縮率或支援 Zip/Tar/BZip2，開源庫 ICSharpCode.SharpZipLib 是首選。本文涵蓋三種資料型態（位元組陣列、字串、檔案/目錄）的壓縮/解壓完整實作。

一、GZipStream（內建、零依賴）

1. 位元組陣列壓縮/解壓

public static byte[] Compress(byte[] input) {
    using var outMs = new MemoryStream();
    using (var gzip = new GZipStream(outMs, CompressionMode.Compress, true)) {
        gzip.Write(input, 0, input.Length);
    } // 必須先 Dispose/Close gzip，資料才會寫入 outMs
    return outMs.ToArray();
}

public static byte[] Decompress(byte[] input) {
    using var inMs = new MemoryStream(input);
    using var outMs = new MemoryStream();
    using (var gzip = new GZipStream(inMs, CompressionMode.Decompress)) {
        gzip.CopyTo(outMs);
    }
    return outMs.ToArray();
}

2. 字串壓縮/解壓（Base64 安全傳輸）

public static string Compress(string input) {
    byte[] bytes = Encoding.Default.GetBytes(input); // 或 UTF8
    byte[] compressed = Compress(bytes);
    return Convert.ToBase64String(compressed);
}

public static string Decompress(string input) {
    byte[] bytes = Convert.FromBase64String(input);
    byte[] decompressed = Decompress(bytes);
    return Encoding.Default.GetString(decompressed);
}

3. 檔案/目錄壓縮（產生 .gz）

public static void Compress(FileInfo file) {
    using var original = file.OpenRead();
    if ((file.Attributes & FileAttributes.Hidden) != FileAttributes.Hidden 
        && file.Extension != ".gz") {
        using var compressed = File.Create(file.FullName + ".gz");
        using var gzip = new GZipStream(compressed, CompressionMode.Compress);
        original.CopyTo(gzip);
    }
}

public static void Decompress(FileInfo file) {
    using var original = file.OpenRead();
    string target = file.FullName.Substring(0, file.FullName.Length - file.Extension.Length);
    using var decompressed = File.Create(target);
    using var gzip = new GZipStream(original, CompressionMode.Decompress);
    gzip.CopyTo(decompressed);
}

public static void Compress(DirectoryInfo dir) 
    => dir.GetFiles().ToList().ForEach(Compress);

public static void Decompress(DirectoryInfo dir) 
    => dir.GetFiles().ToList().ForEach(Decompress);

二、SharpZipLib：BZip2 字串壓縮範例

NuGet：Install-Package SharpZipLib

using ICSharpCode.SharpZipLib.BZip2;

public static string Compress(string input) {
    byte[] buffer = Encoding.UTF8.GetBytes(input);
    using var outMs = new MemoryStream();
    using (var bzip = new BZip2OutputStream(outMs)) {
        bzip.Write(buffer, 0, buffer.Length);
    }
    return Convert.ToBase64String(outMs.ToArray());
}

public static string Decompress(string input) {
    byte[] buffer = Convert.FromBase64String(input);
    using var inMs = new MemoryStream(buffer);
    using var bzip = new BZip2InputStream(inMs);
    using var reader = new StreamReader(bzip, Encoding.UTF8);
    return reader.ReadToEnd();
}

SharpZipLib 另支援 ZipOutputStream、TarOutputStream、GZipOutputStream 等，API 風格一致。

三、效能與選型建議

原始碼下載

CompressSample.zip 含完整專案與測試案例。

避坑提醒

• GZipStream **必須先 Dispose/Close** 再讀取 MemoryStream.ToArray()，否則資料不完整。
• 字串編碼壓縮前後**必須一致**（預設 Encoding.Default 或指定 UTF8），否則解壓亂碼。
• 已壓縮資料（如 .jpg、.zip）再壓縮可能**變大**，建議先檢查副檔名或魔數跳過。
• 大檔案請用 FileStream 串流處理，避免一次載入記憶體導致 OOM。

掌握 GZipStream 與 SharpZipLib，涵蓋 95% 的 .NET 壓縮需求。下一篇將探討斷點續傳與多執行緒下載實作。