Unity复习学习随笔（11）：二进制存储

什么是数据持久化？

二进制是什么？

学习二进制读写数据的原因

各类型数据转字节数据

将指定的string数组内容一行行写入到指定路径中

[方法一：new FileStream](#方法一：new FileStream)

DirectoryInfo和FileInfo

什么是数据持久化？

数据持久化就是将内存中的数据模型转换为存储模型，以及将存储模型转换为内存中的数据模型的统称

简单来说就是将游戏数据存储到硬盘，硬盘中数据读取到游戏中，也就是传统意义上的存盘

二进制是什么？

二进制 是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数据是由0和1两个数码来表示的数。

它的基数为2，进位规则是"逢二进一"。

计算机中存储的数据本质上都是二进制的存储，在计算机中，位（bit）是最小的存储单位。

1位就是一个0或者一个1

也就是说，一个文件的数据本质上都是由n个0和1组合而成的，通过不同的解析规则最终呈现在我们的眼前。

学习二进制读写数据的原因

前面学习的xml和json，都是用特定的字符串组合规则来读写数据的。

清晰易懂是他们的共同好处，但是也是一把双刃剑，如果我们用xml和json存储数据，如果不进行加密，那么只要玩家找到对应的存储信息，就能够快速修改其中的内容。

而且由于他们把数据转换成了对应的xml或者json字符串，我们最终在存储数据时存储的都是字符串数据，在读写时效率较低，内存和硬盘空间占用较大

即：xml和json的安全性和效率较低

二进制的好处：

1.安全性较高

2.效率较高

3.为网络通信做铺垫

各类型数据转字节数据

回顾

不同变量类型

有符号：sbyte int short long
无符号：byte uint ushort ulong
浮点：float double decimal
特殊：bool char string

变量的本质

变量的本质就是二进制，它们在内存中都以字节的形式存储着

1byte = 8bit 1bit不是0就是1 通过sizeof方法可以看到常用的变量类型占用的字节空间长度

二进制文件读写的本质

通过将各类型变量转换为字节数组，将字节数组直接存储到文件中

不仅可以节约存储空间，提升效率，还可以提升安全性

在网络通信中也是使用字节数据进行传输的

各类型数据和字节数据相互转换

C#提供了一个公共类帮助我们进行转换：BitConverter

我们只需记住API即可

命名空间：System

1.将各类型转换为字节

注意：decimal类型和string类型不能直接进行转换

cs 复制代码

byte[] bytes = BitConverter.GetBytes(99);

2.将字节数组转换为各个类型

注：第二个参数为该字节的第几个索引开始

cs 复制代码

int i = BitConverter.ToInt32(bytes, 0);

标准编码格式

编码是用预先规定的方法将文字、数字或其他对象编成数码，或将信息、数据转换成规定的电脉冲信号。

为保证编码的正确性，编码要规范化、标准化，即需有标准的编码格式。

常见的编码格式有ASCII、ANSI、GBK、GB2312、UTF-8、Unicode等等

如果在读取字符时采用了不统一的编码格式，可能会出现乱码

游戏开发中常见编码格式：UTF-8

中文相关编码格式：GBK

英文相关编码格式：ASCII

在C#中有一个专门的编码格式类，来帮助我们将字符串和字节数组进行转换

类名：Encoding

命名空间：System.Text

1.将字符串以指定编码格式转为字节

cs 复制代码

byte[] bytes1 = Encoding.UTF8.GetBytes("123123123");

2.字节数组以指定编码格式转为字符串

cs 复制代码

string s = Encoding.UTF8.GetString(bytes1);

文件操作相关

文件相关

代码中的文件操作是什么

在电脑上我们可以在操作系统中创建删除修改文件

可以增删查改各种各样的文件类型

代码中的文件操作就是通过代码来做这些事情

文件相关操作公共类

C#提供了一个名为File（文件）的公共类

让我们可以快捷的通过代码操作文件相关

类名：File

命名空间：System.IO

文件操作File类的常用内容

1.判断文件是否存在

cs 复制代码

if(File.Exists(Application.dataPath + "/Test.txt"))
{
    print("文件存在");
}
else
{
    print("不存在");
}

2.创建文件

cs 复制代码

FileStream fs = File.Create(Application.dataPath + "/test.txt");

3.写入文件

将指定字节数组写入到指定路径的文件中

cs 复制代码

byte[] bytes = BitConverter.GetBytes(999);
File.WriteAllBytes(Application.dataPath + "/test.txt", bytes);

将指定的string数组内容一行行写入到指定路径中

cs 复制代码

string[] strs = new string[] { "123", "456", "123123123" };
File.WriteAllLines(Application.dataPath + "/test2.txt",strs);

将指定字符串写入指定路径

cs 复制代码

File.WriteAllText(Application.dataPath + "/test3.txt", "123123123\n123123123");

4.读取文件

读取字节数据

cs 复制代码

byte[] bytes1 = File.ReadAllBytes(Application.dataPath + "/test.txt");
print(BitConverter.ToInt32(bytes1));

读取所有行信息

cs 复制代码

string[] strs1 = File.ReadAllLines(Application.dataPath + "/test2.txt");
for (int i = 0; i < strs1.Length; i++)
{
    print(strs1[i]);
}

读取所有文本信息

cs 复制代码

string str = File.ReadAllText(Application.dataPath + "/test3.txt");
print(str);

5.删除文件

注意：如果删除打开着的文件会报错

cs 复制代码

File.Delete(Application.dataPath + "/test.txt");

6.复制文件

参数一：现有文件，需要是流关闭状态

参数二：目标文件

cs 复制代码

File.Copy(Application.dataPath + "/test2.txt", Application.dataPath + "/test4.txt");

7.文件替换

参数一：用来替换的路径

参数二：被替换的路径

参数三：备份路径

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File.Replace(Application.dataPath + "/test2.txt", Application.dataPath + "/test4.txt", Application.dataPath + "/test4(old).txt");

8.以流的形式，打开文件并写入或读取

参数一：路径

参数二：打开模式

参数三：访问模式

cs 复制代码

FileStream fs = File.Open(Application.dataPath + "/test2.txt", FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.ReadWrite);

文件流相关

什么是文件流

在C#中提供了一个文件流类：FileStream类

它的主要作用是用于读写文件的细节，

File只能整体读写文件，而FileStream可以以读写字节的形式进行处理文件

简单来说：文件内的数据类比于一条数据流，可以通过FileStream一部分一部分的去读写这一串数据流。

比如：先存储一个int类型的，再存储一个 bool类型，最后再存一个char类型

我们就可以利用FileStream进行逐个的读写操作

FileStream文件流常用方法

类名：FileStream

命名空间：System.IO

1.打开或创建指定文件

方法一：new FileStream

参数一：路径

参数二：打开模式

CreateNew：创建新文件，如果文件存在则报错

Create：创建文件，如果文件存在，则覆盖

Open：打开文件：如果文件不存在则报错

OpenOrCreate：打开或者创建文件，根据实际情况操作

Append：弱存在文件，则打开并查找文件尾，或者创建一个新文件

Truncate：打开并清空文件内容

参数三：访问模式

参数四：共享权限

None：谢绝共享

Read：允许别的程序读取当前文件

Write：允许别的程序写入该文件

ReadWrite：允许别的程序读写该文件

cs 复制代码

FileStream fs = new FileStream(Application.dataPath + "/test1.txt",
FileMode.OpenOrCreate,FileAccess.ReadWrite,FileShare.ReadWrite);

方法二：File.Create

参数一：路径

参数二：缓存大小

参数三：描述如何创建或覆盖该文件（不常用）

Asynchronous：可用于异步读写

DleteOnClose：不在使用时，自动删除

Encrypted：加密

None：不应用其他选项

RandomAccess：随机访问文件

SequentialScan：从头到尾顺序访问文件

WriteThrough：通过中间缓存直接写入磁盘

cs 复制代码

FileStream fs2 = File.Create(Application.dataPath + "/test2.txt",1024,FileOptions.None);

方法三：File.Open

参数一：路径

参数二：打开模式

cs 复制代码

FileStream fs3 = File.Open(Application.dataPath + "/test1.txt", FileMode.OpenOrCreate);

2.重要属性和方法

文本字节长度

cs 复制代码

print(fs.Length);

是否可写

cs 复制代码

print(fs.CanWrite);

是否可读

cs 复制代码

print(fs.CanRead);

将字节写入文件，当写入后一定执行一次

cs 复制代码

fs.Flush();

关闭流，当文件读写完毕后一定执行

cs 复制代码

fs.Close();

缓存资源销毁回收

cs 复制代码

fs.Dispose();

3.写入字节

方法：Write

参数一：写入的字节数组

参数二：数组中的开始索引

参数三：写入多少个字节

cs 复制代码

fs.Write(bytes, 0, bytes.Length);

写入字符串时，先写入长度，再写入字符串具体内容

cs 复制代码

bytes = Encoding.UTF8.GetBytes("123123123");
int length = bytes.Length;
fs.Write(BitConverter.GetBytes(length), 0, BitConverter.GetBytes(length).Length);
fs.Write(bytes,0, length);

//避免数据丢失，一定要执行
fs.Flush();
//释放资源
fs.Dispose();

4.读取字节

方法一：挨个读取字节数组

读取第一个整形

参数一：用于存储读取的字节数组的容器

参数二：容器中开始的位置

参数三：读取多少个字节装入容器

返回值：当前流索引前进了几个位置

cs 复制代码

byte[] bytes2 = new byte[4];

fs.Read(bytes2, 0, 4);
int i = BitConverter.ToInt32(bytes2);
print(i);

读取第二个字符串

cs 复制代码

int index = fs2.Read(bytes2, 0, 4);
int length = BitConverter.ToInt32(bytes2);
bytes2 = new byte[length];
fs.Read(bytes2 , 0, length);
string s = Encoding.UTF8.GetString(bytes2);

方法二：一次性读取再挨个读取

cs 复制代码

byte[] bytes1 = new byte[fs1.Length];

fs1.Read(bytes1,0, (int)fs1.Length);
fs1.Dispose();
//读取整数
print(BitConverter.ToInt32(bytes1, 0));
//读取字符串字节数组长度
int length = BitConverter.ToInt32(bytes1, 4);
string s = Encoding.UTF8.GetString(bytes1, 8, length);

如何更加安全的使用

using关键字重要用法：

using(声明一个引用对象)

{

使用对象

}

无论发生什么情况，当using语句块结束后

会自动调用该对象的销毁方法，避免忘记销毁或关闭流

using是一种更安全的使用方法

注意：为了文件操作安全，建议都使用using来进行处理

通过FileStream读写时一定要注意，读的规则一定要和写一致

我们存储数据的先后顺序时我们自己定义的规则

只要按照规则读写就能保证数据的正确性

文件夹相关

文件夹操作是什么？

平时我们可以再操作系统的文件管理系统中，通过一些操作增删查改文件夹

C#提供给我们的文件夹操作公共类

类名：Directory

命名空间：System.IO

1.判断文件夹是否存在

cs 复制代码

if(Directory.Exists(Application.persistentDataPath + "/test"))
{
    print("存在");
}
else
{
    print("不存在");
}

2.创建文件夹

cs 复制代码

DirectoryInfo info = Directory.CreateDirectory(Application.persistentDataPath + "/test");

3.删除文件夹

参数一：路径

参数二：是否删除非空目录，如果为true，将删除整个目录，

如果是false，仅当该目录为空才可删除

cs 复制代码

Directory.Delete(Application.persistentDataPath + "/test", true);

4.查找文件夹和文件

得到指定路径下所有文件夹名

cs 复制代码

string[] strings = Directory.GetDirectories(Application.dataPath);
for (int i = 0; i < strings.Length; i++)
{
    print(strings[i]);
}

得到指定路径下所有文件名

cs 复制代码

string[] strings = Directory.GetFiles(Application.dataPath);
for (int i = 0; i < strings.Length; i++)
{
    print(strings[i]);
}

5.移动文件夹

如果第二个参数所在的路径已经存在了一个文件夹，那么会报错

移动会把文件夹中的所有内容一起移到新的路径

cs 复制代码

Directory.Move(Application.persistentDataPath + "test",Application.dataPath+"/111");

DirectoryInfo和FileInfo

DirectoryInfo目录信息类

我们可以通过它获取文件夹的更多信息

它主要出现在两个地方：

1.创建文件夹方法的返回值

cs 复制代码

DirectoryInfo info1 = Directory.CreateDirectory(Application.dataPath + "/111");

全路径

cs 复制代码

print(info1.FullName);

文件名

cs 复制代码

print(info1.Name);

2.查找上级文件夹信息

cs 复制代码

DirectoryInfo info2 = Directory.GetParent(Application.dataPath + "/111");

全路径

cs 复制代码

print(info2.FullName);

文件名

cs 复制代码

print(info2.Name);

重要方法

得到所有子文件夹的目录信息

cs 复制代码

DirectoryInfo[] infos = info2.GetDirectories();

FileInfo文件信息类

我们可以通过DirectoryInfo得到该文件下的所有文件信息

cs 复制代码

FileInfo[] fileInfos = info2.GetFiles();

该两个类一般再多文件夹或者多文件操作时会用到

用法和Directory和File类大同小异

C#类对象的序列化和反序列化

序列化

声明类对象

如果要使用C#自带的序列化二进制方法

需要先添加[System.Serializable]特性

将对象进行二进制序列化

方法一：使用内存流得到二进制字节数组

主要用于得到字节数组，可以用于网络传输

1.内存流对象：MemoryStream

命名空间：System.IO

2.二进制格式化对象：BinaryFormatter

命名空间：System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary

主要方法：序列化方法Serialize

cs 复制代码

public class Test : MonoBehaviour
{
    private void Start()
    {
        Student s = new Student();
        using(MemoryStream ms = new MemoryStream())
        {
            BinaryFormatter bf = new BinaryFormatter();
            bf.Serialize(ms, s);
            byte[] bytes = ms.GetBuffer();
            //存储逻辑
            File.WriteAllBytes(Application.dataPath+"/123.111", bytes);
            ms.Close();
        }
    }

}
[System.Serializable]
public class Student
{
    public int id =1;
    public string name="123"; public string description="111";
    public int age=16;
    public bool sex=false;
}

方法二：使用文件流进行存储

cs 复制代码

Student s = new Student();
using(FileStream fs = new FileStream(Application.dataPath + "/test1.test", FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.Write))
{
    BinaryFormatter bf = new BinaryFormatter();
    bf.Serialize(fs, s);
    fs.Flush();
    fs.Close();
}

反序列化

反序列化文件中的数据

主要类：

FileStream、BinaryFormatter

主要方法：Deserialize

cs 复制代码

Student s = new Student();
using(FileStream fs = new FileStream(Application.dataPath + "/test1.test", FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.Write))
{
    BinaryFormatter bf = new BinaryFormatter();
    s = (Student)bf.Deserialize(fs);
    fs.Close();
}

反序列化网络传输过来的二进制数据

主要类：

MemoryStream内存流类

BinaryFormatter 二进制格式化类

主要方法：Deserialize

目前没有网络传输，所以依旧从文件中读取

cs 复制代码

Student s = new Student();
byte[] bytes = File.ReadAllBytes(Application.dataPath + "/test1.test");

using(MemoryStream ms = new MemoryStream(bytes))
{
    BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
    s = formatter.Deserialize(ms) as Student;
    ms.Close();
}

加密

何时加密？何时解密？

当我们将类对象转换为二进制数据时进行加密

当我们将二进制数据转换为类对象时进行解密

这样如果第三方获取到我们的二进制数据，当他们不知道加密规则和解密密钥时就无法获取正确的数据，起到保证数据安全的作用

加密是否一定安全？

加密只是提高了破解门槛，没有100%保密的数据

通过各种尝试始终是可以破解加密规则的，只是时间问题，加密只能起到提升一定安全性的作用

常见加密算法

MD5、SHA1、HMAC、AES/DES/3DES算法等等

有很多的第三方加密算法库，可以直接获取用于在程序中对数据进行加密

实现一个简单的自定义读写类

cs 复制代码

using System.IO;
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;
using UnityEngine;

public class BinaryDataManager
{
    private static BinaryDataManager instance = new BinaryDataManager();
    public static BinaryDataManager Instance => instance;

    /// <summary>
    /// 数据存储的位置
    /// </summary>
    private static string SAVE_PATH = Application.persistentDataPath + "/Data/";

    private BinaryDataManager() { }

    /// <summary>
    /// 存储类对象数据
    /// </summary>
    /// <param name="obj"></param>
    /// <param name="fileName"></param>
    public void Save(object obj, string fileName)
    {
        //先判断路径文件夹是否存在
        if (!Directory.Exists(SAVE_PATH))
            Directory.CreateDirectory(SAVE_PATH);

        using (FileStream fs = new FileStream(SAVE_PATH + fileName + ".data", FileMode.OpenOrCreate, FileAccess.Write))
        {
            BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();
            formatter.Serialize(fs, obj);
            fs.Flush();
            fs.Close();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 读取二进制数据转换成对象
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    /// <param name="fileName"></param>
    /// <returns></returns>
    public T Load<T>(string fileName) where T : class
    {
        if (!File.Exists(SAVE_PATH + fileName + ".data"))
            return default(T);

        T obj = null;
        using (FileStream fs = File.Open(SAVE_PATH + fileName + ".data", FileMode.Open, FileAccess.Read))
        {
            BinaryFormatter binaryFormatter = new BinaryFormatter();
            obj = binaryFormatter.Deserialize(fs) as T;
            fs.Close();
        }
        return obj;
    }
}

主要用处

网络游戏：用于存储客户端数据、用于传输信息

单机游戏：用于存储游戏相关数据、用于配置游戏数据

注：可以自行实现一个通过excel表格配置数据，然后直接自动生成数据类和数据文件

补充：如何在Unity中添加菜单栏功能

为编辑器菜单栏添加新的选项入口

可以通过Unity提供我们的MenuItem特性在菜单栏添加选项按钮

特性名：MenuItem

命名空间：UnityEditor

例：

cs 复制代码

[MenuItem("GameTool/Test")]
private static void TestFunc()
{
    Debug.Log("Test");
}

注意：

必须是一个静态方法

菜单栏必须要有两级或以上的层级，不然会报错

可以不继承Monobehaviour

刷新Project窗口内容

类名：AssetDatabase

命名空间：UnityEditor

方法：Refresh

cs 复制代码

AssetDatabase.Refresh();

Editor文件夹

editor文件夹可以放在项目的任何文件夹下，可以有多个

放在其中的内容，项目打包时不会被打包到项目中

一般编辑器相关代码都可以放在该文件夹中

补充：Excel数据读取

Excel表的本质

Excel表本质上也是一堆数据，只不过它有自己的存储读取规则

如果我们想要通过代码读取它，那么必须知道它的存储规则

官网专门提供了对应的dll文件用来解析Excel文件的

对于此类dll，我们一般只在编辑器中使用，所以最好放置在Editor文件夹内

打开Excel表

cs 复制代码

[MenuItem("GameTool/打开Excel表")]
private static void OpenExcel()
{
    using(FileStream fs = File.Open(Application.dataPath + "/ArtRes/Excel/PlayerInfo.xlsx", FileMode.Open, FileAccess.Read))
    {
        IExcelDataReader excelReader = ExcelReaderFactory.CreateOpenXmlReader(fs);
        DataSet result = excelReader.AsDataSet();

        for (int i = 0;i<result.Tables.Count;i++)
        {
            print("表名"+result.Tables[i].TableName);
        }
        fs.Close();
    }
}

获取Excel表中单元格信息

cs 复制代码

 [MenuItem("GameTool/读取Excel信息")]
 private static void ReadExcel()
 {
     using (FileStream fs = File.Open(Application.dataPath + "/ArtRes/Excel/PlayerInfo.xlsx", FileMode.Open, FileAccess.Read))
     {
         IExcelDataReader excelReader = ExcelReaderFactory.CreateOpenXmlReader(fs);
         DataSet result = excelReader.AsDataSet();

         for (int i = 0; i < result.Tables.Count; i++)
         {
             //得到一张表
             DataTable table = result.Tables[i];
             for (int j = 0; j < table.Columns.Count; j++)
             {
                 //得到行
                 DataRow row = table.Rows[j];

                 for(int k = 0; k < table.Columns.Count; k++)
                 {
                     Debug.Log(row[k].ToString());
                 }
             }
         }
         fs.Close();
     }
 }

获取Excel表中信息的意义

既然我们能获取到Excel表中的所有数据，那么我们就可以通过表中的数据来动态生成相关数据

为什么不直接读取Excel表？

1.读取效率较低

2.数据安全性低