在 C# 中创建随机文件

Question

我正在创建一个指定大小的文件 - 我不关心其中有什么数据，尽管随机会很好。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？

感谢所有的答案。

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：Jon Skeet

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

N/A - 2Gb 文件的内存不足异常

方法 2：Jon Skeet

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);

一个内存效率更高的版本:)

// 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，如果您非常连续快速地执行此操作几次，创建一个新的Random实例 每次，您都可能会得到重复的数据。有关详细信息，请参阅我的有关随机性的文章 - 您可以使用 System.Security.Cryptography.RandomNumberGenerator ...或者通过多次重复使用相同的 Random 实例 - 但需要注意的是它不是线程安全的。

Answer 2

没有比利用 NTFS（硬盘上使用的 Windows 文件系统）内置的稀疏文件支持更快的方法了。此代码在不到一秒的时间内创建了一个 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，该文件仅包含零。

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();

    }

}

以供使用

 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();

但是该文件将为空（除了末尾的“测试”）。不清楚你到底想要做什么——包含数据的大文件，还是只是大文件。您也可以修改它以稀疏地在文件中写入一些数据，但不完全填满它。
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乔恩的随机字节。

Answer 5

一种改进是用数据填充所需大小的缓冲区并立即将其全部刷新。