在 C# 中创建随机文件

Question

我正在创建一个指定大小的文件——我不在乎里面有什么数据，虽然随机会很好。目前我正在这样做：

        var sizeInMB = 3; // Up to many Gb
        using (FileStream stream = new FileStream(fileName, FileMode.Create))
        {
            using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(stream))
            {
                while (writer.BaseStream.Length <= sizeInMB * 1000000)
                {
                    writer.Write("a"); //This could be random. Also, larger strings improve performance obviously
                }
                writer.Close();
            }
        }

这不是有效的，甚至不是正确的方法。有更高性能的解决方案吗？

感谢大家的回答。

编辑

对 2Gb 文件的以下方法进行了一些测试（时间以毫秒为单位）：

方法 1：乔恩·斯基特

byte[] data = new byte[sizeInMb * 1024 * 1024];
Random rng = new Random();
rng.NextBytes(data);
File.WriteAllBytes(fileName, data);

不适用 - 2Gb 文件的内存不足异常

方法 2：乔恩·斯基特

byte[] data = new byte[8192];
Random rng = new Random();
using (FileStream stream = File.OpenWrite(fileName))
{
    for (int i = 0; i < sizeInMB * 128; i++)
    {
         rng.NextBytes(data);
         stream.Write(data, 0, data.Length);
    }
}

@1K - 45,868, 23,283, 23,346

@128K - 24,877, 20,585, 20,716

@8Kb - 30,426, 22,936, 22,936

方法 3 - Hans Passant（超快但数据不是随机的）

using (var fs = new FileStream(fileName, FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.None))
{
    fs.SetLength(sizeInMB * 1024 * 1024);
}

257、287、3、3、2、3 等

Answer 1

嗯，一个非常简单的解决方案：

byte[] data = new byte[sizeInMb * 1024 * 1024];
Random rng = new Random();
rng.NextBytes(data);
File.WriteAllBytes(fileName, data);

内存效率稍高的版本:)

// Note: block size must be a factor of 1MB to avoid rounding errors :)
const int blockSize = 1024 * 8;
const int blocksPerMb = (1024 * 1024) / blockSize;
byte[] data = new byte[blockSize];
Random rng = new Random();
using (FileStream stream = File.OpenWrite(fileName))
{
    // There 
    for (int i = 0; i < sizeInMb * blocksPerMb; i++)
    {
        rng.NextBytes(data);
        stream.Write(data, 0, data.Length);
    }
}

但是，如果您在 非常 快速连续中多次执行此操作，每次都创建一个 Random 的新实例，您可能会得到重复的数据。有关更多信息，请参阅我的 article on randomness - 您可以使用 System.Security.Cryptography.RandomNumberGenerator... 或通过多次重复使用 Random 的同一实例来避免这种情况 - 需要注意的是它不是线程安全的。

Answer 2

没有比利用 NTFS 内置的稀疏文件支持更快的方法了，NTFS 是在硬盘上使用的 Windows 文件系统。这段代码在几分之一秒内创建了一个 1 GB 的文件：

using System;
using System.IO;

class Program {
    static void Main(string[] args) {
        using (var fs = new FileStream(@"c:\temp\onegigabyte.bin", FileMode.Create, FileAccess.Write, FileShare.None)) {
            fs.SetLength(1024 * 1024 * 1024);
        }
    }
}

读取时，文件只包含零。

Answer 3

您可以使用我创建的以下类来生成随机字符串

using System;
using System.Text;

public class RandomStringGenerator
{
    readonly Random random;

    public RandomStringGenerator()
    {
        random = new Random();
    }
    public string Generate(int length)
    {
        if (length < 0)
        {
            throw new ArgumentOutOfRangeException("length");
        }
        var stringBuilder = new StringBuilder();

        for (int i = 0; i < length; i++)
        {
            char ch = (char)random.Next(0,255 );
            stringBuilder.Append(ch);
        }

        return stringBuilder.ToString();

    }

}

为了使用

 int length = 10;
        string randomString = randomStringGenerator.Generate(length);

Answer 4

创建大文件的有效方法：

    FileStream fs = new FileStream(@"C:\temp\out.dat", FileMode.Create);
    fs.Seek(1024 * 6, SeekOrigin.Begin);
    System.Text.UTF8Encoding encoding = new System.Text.UTF8Encoding();
    fs.Write(encoding.GetBytes("test"), 0, 4);
    fs.Close();

但是这个文件将是空的（除了最后的“测试”）。不清楚您到底要做什么——带有数据的大文件，或者只是大文件。您可以修改它以在文件中稀疏地写入一些数据，但不会完全填充它。 如果您确实希望整个文件充满随机数据，那么我能想到的唯一方法是使用上面 Jon 的随机字节。

Answer 5

一种改进方法是用数据填充所需大小的缓冲区并一次性刷新所有数据。