使用 c# 将 FileStream 编码为 base64

Question

我知道如何将一个简单的字符串编码/解码到/从 base64。

但是，如果数据已经写入 FileStream 对象，我该怎么做。假设我只能访问 FileStream 对象，而不能访问其中先前存储的原始数据。在将 FileStream 刷新到文件之前，如何将 FileStream 编码为 base64。

Ofc 我可以在将 FileStream 写入文件后打开我的文件并对其进行编码/解码，但我想一步完成这一切，而不是一个接一个地执行两个文件操作。该文件可能更大，并且在刚刚保存不久之后再次加载、编码和保存它也需要双倍的时间。

也许你们当中有人知道更好的解决方案？例如，我可以将 FileStream 转换为字符串，对字符串进行编码，然后将字符串转换回 FileStream，或者我会做什么以及这样的代码会是什么样子？

Answer 1

一个简单的 Stream 扩展方法就可以完成这项工作：

public static class StreamExtensions
{
    public static string ConvertToBase64(this Stream stream)
    {
        if (stream is MemoryStream memoryStream)
        {
            return Convert.ToBase64String(memoryStream.ToArray());
        }

        var bytes = new Byte[(int)stream.Length];

        stream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
        stream.Read(bytes, 0, (int)stream.Length);

        return Convert.ToBase64String(bytes);
    }
}

读取（以及写入）的方法并针对相应的类（无论是文件流、内存流等）进行了优化，并将为您完成工作。对于这样简单的任务，不需要阅读器等。

唯一的缺点是流被复制到字节数组中，但不幸的是，这就是通过 Convert.ToBase64String 转换为 base64 的方式。

Answer 2

在处理大型流时，例如超过 4GB 的文件 - 您不想将文件加载到内存中（作为 Byte[]），因为它不仅非常慢，而且甚至可能导致崩溃在 64 位进程中，Byte[] 不能超过 2GB（或 4GB，gcAllowVeryLargeObjects）。

幸运的是，.NET 中有一个名为ToBase64Transform 的简洁助手，它以块的形式处理流。出于某种原因，Microsoft 将其放入 System.Security.Cryptography 并实现了 ICryptoTransform（与 CryptoStream 一起使用），但忽略这一点（“任何其他名称的玫瑰......”）只是因为你没有执行任何密码学任务。

您可以像这样将它与CryptoStream 一起使用：

using System.Security.Cryptography;
using System.IO;

//

using( FileStream   inputFile    = new FileStream( @"C:\VeryLargeFile.bin", FileMode.Open, FileAccess.Read, FileShare.None, bufferSize: 1024 * 1024, useAsync: true ) ) // When using `useAsync: true` you get better performance with buffers much larger than the default 4096 bytes.
using( CryptoStream base64Stream = new CryptoStream( inputFile, new ToBase64Transform(), CryptoStreamMode.Read ) )
using( FileStream   outputFile   = new FileStream( @"C:\VeryLargeBase64File.txt", FileMode.CreateNew, FileAccess.Write, FileShare.None, bufferSize: 1024 * 1024, useAsync: true ) )
{
    await base64Stream.CopyToAsync( outputFile ).ConfigureAwait(false);
}

Answer 3

一个简单的扩展方法

public static class Extensions
{
    public static Stream ConvertToBase64(this Stream stream)
    {
        byte[] bytes;
        using (var memoryStream = new MemoryStream())
        {
            stream.CopyTo(memoryStream);
            bytes = memoryStream.ToArray();
        }

        string base64 = Convert.ToBase64String(bytes);
        return new MemoryStream(Encoding.UTF8.GetBytes(base64));
    }
}

Answer 4

你可以尝试类似的东西：

    public Stream ConvertToBase64(Stream stream)
    {
        Byte[] inArray = new Byte[(int)stream.Length];
        Char[] outArray = new Char[(int)(stream.Length * 1.34)];
        stream.Read(inArray, 0, (int)stream.Length);
        Convert.ToBase64CharArray(inArray, 0, inArray.Length, outArray, 0);
        return new MemoryStream(Encoding.UTF8.GetBytes(outArray));
    }

Answer 5

您还可以将字节编码为 Base64。如何从流中获取此信息，请参见此处：How to convert an Stream into a byte[] in C#?

或者我认为应该也可以使用 .ToString() 方法并对其进行编码。

Answer 6

由于文件会更大，因此您在如何执行此操作方面没有太多选择。您无法就地处理文件，因为这会破坏您需要使用的信息。我可以看到您有两个选择：

1. 读入整个文件，base64编码，重写编码数据。
2. 以较小的片段读取文件，同时进行编码。编码为同一目录中的临时文件。完成后，删除原始文件，并重命名临时文件。

当然，流的全部意义在于避免这种情况。与其创建内容并将其填充到文件流中，不如将其填充到内存流中。然后对其进行编码，然后保存到磁盘。