C# System.IO 實戰速查：檔案與目錄操作 13 大核心場景完整指南

命名空間與核心類別

using System.IO;
// 核心類別：
// File      - 靜態檔案操作
// FileInfo  - 實例檔案操作（可重複使用、提供屬性）
// Directory - 靜態目錄操作
// DirectoryInfo - 實例目錄操作
// Path      - 路徑字串處理（跨平台安全）

13 大高頻操作場景

1. 相對路徑轉絕對路徑

// ASP.NET Core / .NET 6+
string absolute = Path.GetFullPath(relativePath); // 跨平台

// 舊版 ASP.NET (System.Web)
string absolute = HttpContext.Current.Server.MapPath("~/App_Data/file.txt");

2. 檔案移動/重命名

File.Move(sourcePath, destPath, overwrite: true); // .NET Core 3.0+ 支援覆寫
// 或
new FileInfo(sourcePath).MoveTo(destPath, overwrite: true);

3. 檔案複製

File.Copy(source, dest, overwrite: true);
// 大檔案建議分塊複製或用 FileStream 避免記憶體壓力

4. 檢查檔案是否存在

bool exists = File.Exists(fullPath);
// 注意：回傳 true 不代表可讀寫，仍需 try-catch 處理權限/鎖定

5. 檢查目錄是否存在

bool exists = Directory.Exists(fullPath);

6. 建立目錄（含多層）

Directory.CreateDirectory(fullPath); // 靜態方法：不存在才建立，存在不報錯
// 回傳 DirectoryInfo 可鏈結操作
var di = Directory.CreateDirectory(@"C:\Data\Logs\2024");

7. 目錄移動/重命名

Directory.Move(sourceDir, destDir); // 目標不可存在
// 跨磁碟移動會拋出例外，需改用複製+刪除

8. 讀取文字檔（小檔案）

// 一次性讀完（小檔案）
string content = File.ReadAllText(path, Encoding.UTF8);

// 逐行讀取（記憶體友善）
foreach (string line in File.ReadLines(path, Encoding.UTF8))
{
    Process(line);
}

// 手動控制（需精確編碼/大檔案）
using var sr = new StreamReader(path, Encoding.UTF8);
string all = sr.ReadToEnd();

9. 寫入文字檔

// 覆寫寫入
File.WriteAllText(path, content, Encoding.UTF8);

// 追加寫入
File.AppendAllText(path, newLine + Environment.NewLine, Encoding.UTF8);

// 逐行寫入
File.WriteAllLines(path, lines, Encoding.UTF8);

// 手動控制
using var sw = new StreamWriter(path, append: false, Encoding.UTF8);
sw.WriteLine(line);

10. 刪除檔案（安全模式）

if (File.Exists(path))
{
    try 
    {
        File.Delete(path);
    }
    catch (IOException ex) when (ex.HResult == 0x80070020) // 檔案被鎖定
    {
        // 記錄日誌、稍後重試或通知使用者
    }
}

11. 遞迴遍歷目錄

// 現代寫法：EnumerateFiles 逐步產生，不載入全部陣列
foreach (string file in Directory.EnumerateFiles(root, "*.cs", SearchOption.AllDirectories))
{
    Console.WriteLine(file);
}

// 需要目錄資訊時
foreach (var dir in Directory.EnumerateDirectories(root, "*", SearchOption.AllDirectories))
{
    Console.WriteLine($"目錄：{dir}");
}

// 完整資訊
foreach (var fi in new DirectoryInfo(root).EnumerateFiles("*", SearchOption.AllDirectories))
{
    Console.WriteLine($"{fi.FullName} {fi.Length:N0} bytes {fi.LastWriteTime:yyyy-MM-dd HH:mm}");
}

12. 取得檔案修改時間

DateTime lastWrite = File.GetLastWriteTime(path);      // 本地時間
DateTime lastWriteUtc = File.GetLastWriteTimeUtc(path); // UTC 時間
// 或用 FileInfo 取得更多屬性
var fi = new FileInfo(path);
Console.WriteLine($"建立：{fi.CreationTime} 修改：{fi.LastWriteTime} 存取：{fi.LastAccessTime}");

13. 從完整路徑提取檔名/副檔名/目錄

string full = @"C:\Data\Report\2024_Q1.pdf";

Path.GetFileName(full);        // "2024_Q1.pdf"
Path.GetFileNameWithoutExtension(full); // "2024_Q1"
Path.GetExtension(full);       // ".pdf"
Path.GetDirectoryName(full);   // "C:\Data\Report"
Path.GetFullPath("..\\config.json");    // 解析相對路徑
Path.Combine("C:\\Data", "Logs", "app.log"); // 安全組合路徑

進階主題：大檔案、權限、跨平台

大檔案處理策略

跨平台路徑處理

// 錯誤：硬編碼分隔符
string bad = "C:\\Data\\file.txt";

// 正確：Path.Combine 自動使用平台分隔符
string good = Path.Combine("C:", "Data", "file.txt"); // Windows: C:\Data\file.txt
                                                     // Linux:   C:/Data/file.txt

// 取得暫存目錄
string temp = Path.GetTempPath(); // Windows: %TEMP%  Linux: /tmp

// 產生唯一暫存檔名
string unique = Path.GetRandomFileName(); // "abc123de.tmp"
string tempFile = Path.Combine(Path.GetTempPath(), unique);

檔案系統監視器

using var watcher = new FileSystemWatcher(@"C:\WatchDir")
{
    Filter = "*.txt",
    NotifyFilter = NotifyFilters.FileName | NotifyFilters.LastWrite | NotifyFilters.Size,
    EnableRaisingEvents = true
};

watcher.Created += (s, e) => Log($"新增：{e.FullPath}");
watcher.Changed += (s, e) => Log($"異動：{e.FullPath} ({e.ChangeType})");
watcher.Deleted += (s, e) => Log($"刪除：{e.FullPath}");
watcher.Renamed += (s, e) => Log($"重命名：{e.OldFullPath} -> {e.FullPath}");

總結：選對類別，事半功倍

牢記：永遠用 using 管理資源、指定 Encoding.UTF8、預期例外發生時優雅處理，這才是專業 C# 開發者的檔案操作基本功。