C#文件压缩与解压缩全攻略：使用ZipFile与ZipArchive实现高效操作

C#文件压缩与解压缩全攻略：使用`ZipFile`与`ZipArchive`实现高效操作

在.NET 开发中，文件压缩与解压缩是常见的需求。无论是减少存储空间、加速网络传输，还是实现数据备份，System.IO.Compression命名空间都提供了强大的工具。本文将结合微软官方文档示例，详细介绍如何使用ZipFile和ZipArchive类完成压缩和解压缩任务，并涵盖安全处理、高级操作等场景。

一、环境准备：安装依赖包

在开始之前，确保项目已引入必要的库：

.NET Core/.NET 5+ ：默认包含System.IO.Compression，无需额外安装。
.NET Framework：需通过 NuGet 安装以下两个包：

powershell 复制代码

Install-Package System.IO.Compression
Install-Package System.IO.Compression.ZipFile

同时，在代码中引用命名空间：

csharp 复制代码

using System.IO.Compression;
using System.IO;

二、基础操作：快速创建与提取ZIP文件

示例 1：压缩文件夹并解压缩

csharp 复制代码

class Program
{
   static void Main()
   {
       var sourceFolder = @".\source";       // 待压缩文件夹（需提前创建）
       var zipPath = @".\result.zip";       // 生成的ZIP文件路径
       var extractFolder = @".\extract";    // 解压缩目标文件夹

       // 压缩整个文件夹
       ZipFile.CreateFromDirectory(sourceFolder, zipPath);
       Console.WriteLine("压缩完成！");


       // 解压缩ZIP文件到指定文件夹
       ZipFile.ExtractToDirectory(zipPath, extractFolder);
       Console.WriteLine("解压缩完成！");
   }


}

关键点：

ZipFile.CreateFromDirectory会递归压缩文件夹内的所有文件和子目录。
ExtractToDirectory会自动创建目标文件夹（若不存在）。

三、安全解压缩：防范路径遍历攻击

在解压缩时，恶意 ZIP 文件可能包含跨目录路径（如../../恶意文件.txt），导致文件被写入非预期位置。以下是安全处理示例：

示例 2：仅提取.txt 文件并验证路径安全

csharp 复制代码

class Program
{
   static void Main()
   {
       var zipPath = @".\result.zip";

       Console.Write("请输入解压缩路径：");
       var extractPath = Console.ReadLine();


       // 标准化路径并确保以目录分隔符结尾
       extractPath = Path.GetFullPath(extractPath).TrimEnd(Path.DirectorySeparatorChar) + Path.DirectorySeparatorChar;


       using (ZipArchive archive = ZipFile.OpenRead(zipPath))
       {
           foreach (ZipArchiveEntry entry in archive.Entries)
           {
               if (!entry.FullName.EndsWith(".txt", StringComparison.OrdinalIgnoreCase))
               {
                   continue; // 跳过非.txt文件
               }

               // 组合完整目标路径并验证是否在安全范围内
               var targetPath = Path.GetFullPath(Path.Combine(extractPath, entry.FullName));
               if (targetPath.StartsWith(extractPath, StringComparison.Ordinal))
               {
                   entry.ExtractToFile(targetPath); // 安全解压缩
                   Console.WriteLine($"提取文件：{entry.FullName}");
               }
           }
       }
   }
}

安全策略：

使用Path.GetFullPath去除相对路径隐患。
检查目标路径是否以解压缩根路径开头，防止跨目录写入。

四、高级操作：更新现有 ZIP 文件

ZipArchive类支持在已有的 ZIP 文件中添加、修改或删除文件，适用于增量更新场景。

示例 3：向现有 ZIP 文件添加新文件

csharp 复制代码

class Program
{
   static void Main()
   {
       string existingZip = @".\release.zip";
       using (FileStream stream = new FileStream(existingZip, FileMode.Open))
       using (ZipArchive archive = new ZipArchive(stream, ZipArchiveMode.Update))
       {
           // 创建新文件条目并写入内容
           ZipArchiveEntry readme = archive.CreateEntry("Readme.txt");
           using (StreamWriter writer = new StreamWriter(readme.Open()))
           {
               writer.WriteLine("压缩包说明：");
               writer.WriteLine("包含应用程序文件和配置文档");
           }
       }
       Console.WriteLine("文件添加成功！");
   }


}

注意事项：

ZipArchiveMode.Update模式下，需确保 ZIP 文件未被其他进程锁定。
若文件已存在，CreateEntry会抛出异常，可先用GetEntry检查是否存在。

五、GZip 压缩：处理单个文件

除了 ZIP 格式，GZipStream类可用于创建.gz 格式的压缩文件，适合单个文件的高效压缩。

示例 4：压缩目录内的所有文件为.gz

csharp 复制代码

public class GZipTool
{
   private static string sourceDir = @".\temp"; // 源目录（需包含待压缩文件）

   public static void Main()
   {
       var dir = new DirectoryInfo(sourceDir);
       CompressDirectory(dir); // 压缩所有非.gz文件
       DecompressAllGzFiles(dir); // 解压缩所有.gz文件
   }


   // 压缩单个文件
   private static void CompressFile(FileInfo file)
   {
       using (var inStream = file.OpenRead())
       using (var outStream = File.Create(file.FullName + ".gz"))
       using (var gzip = new GZipStream(outStream, CompressionMode.Compress))
       {
           inStream.CopyTo(gzip); // 直接将源文件内容写入压缩流
       }

       Console.WriteLine(\$"已压缩：{file.Name}");
   }


   // 解压缩.gz文件
   private static void DecompressFile(FileInfo file)
   {
       var destPath = file.FullName.Replace(".gz", "");
       using (var inStream = file.OpenRead())
       using (var outStream = File.Create(destPath))
       using (var gzip = new GZipStream(inStream, CompressionMode.Decompress))
       {
           gzip.CopyTo(outStream); // 将压缩流内容写入目标文件
       }

       Console.WriteLine(\$"已解压缩：{file.Name}");
   }
}

适用场景：

需要与其他系统（如 Linux）的 gzip 工具兼容。
仅需压缩单个文件，无需目录结构。

六、性能优化与最佳实践

1. 选择压缩模式：
- CompressionLevel.Optimal（默认）：平衡压缩比与速度。
- CompressionLevel.Fastest：适用于对性能敏感的场景（如实时传输）。
- CompressionLevel.NoCompression：仅打包不压缩，用于快速归档。
1. 大文件处理：
- 使用流式操作（如CopyTo）避免一次性加载大量数据到内存。
- 对超大文件，可考虑分块压缩（需手动管理ZipArchiveEntry的流）。
1. 异常处理：
- 始终使用using语句释放FileStream和ZipArchive资源。
- 捕获IOException（如文件被占用）和InvalidDataException（如损坏的 ZIP 文件）。

七、总结

本文通过示例，详细介绍了 C# 中文件压缩与解压缩的核心技术：

ZipFile：适合快速创建、提取 ZIP 文件，支持文件夹级操作。
ZipArchive：提供细粒度控制，可灵活修改 ZIP 内容。
GZipStream：用于单个文件的高效压缩，兼容标准.gz 格式。

在实际开发中，建议根据场景选择合适的工具：简单归档优先使用ZipFile，复杂操作（如增量更新）选择ZipArchive，而单文件压缩可考虑 GZip。同时，务必注意解压缩时的路径安全，避免潜在的安全漏洞。

如果需要进一步探索，可查阅微软官方文档：文件压缩与解压缩指南。