C# 中的 CSV 文件读写

前言

项目中经常遇到CSV文件的读写需求，其中的难点主要是CSV文件的解析。本文会介绍CsvHelper、TextFieldParser、正则表达式三种解析CSV文件的方法，顺带也会介绍一下CSV文件的写方法。

CSV文件标准

在介绍CSV文件的读写方法前，我们需要了解一下CSV文件的格式。

文件示例

一个简单的CSV文件：

Test1,Test2,Test3,Test4,Test5,Test6
str1,str2,str3,str4,str5,str6
str1,str2,str3,str4,str5,str6

一个不简单的CSV文件：

"Test1
"",""","Test2
"",""","Test3
"",""","Test4
"",""","Test5
"",""","Test6
"","""
" 中文,D23 ","3DFD4234""""""1232""1S2","ASD1"",""23,,,,213
23F32","
",,asd
" 中文,D23 ","3DFD4234""""""1232""1S2","ASD1"",""23,,,,213
23F32","
",,asd

你没看错，上面两个都是CSV文件，都只有3行CSV数据。第二个文件多看一眼都是精神污染，但项目中无法避免会出现这种文件。

RFC 4180

CSV文件没有官方的标准，但一般项目都会遵守 RFC 4180 标准。这是一个非官方的标准，内容如下：

1、每条记录位于单独的行上，由换行符 (CRLF) 分隔。

2、文件中的最后一条记录可能有也可能没有结束换行符。

3、可能有一个可选的标题行出现在文件的第一行，格式与普通记录行相同。此标题将包含与文件中的字段对应的名称，并且应包含与文件其余部分中的记录相同数量的字段（标题行的存在或不存在应通过此 MIME 类型的可选“标头”参数指示）。

4、在标题和每条记录中，可能有一个或多个字段，以逗号分隔。在整个文件中，每行应包含相同数量的字段。空格被视为字段的一部分，不应忽略。记录中的最后一个字段后面不能有逗号。

5、每个字段可以用双引号括起来，也可以不用双引号（但是某些程序，例如 Microsoft Excel，根本不使用双引号）。如果字段没有用双引号括起来，那么双引号可能不会出现在字段内。

6、包含换行符 (CRLF)、双引号和逗号的字段应该用双引号括起来。

7、如果使用双引号将字段括起来，则出现在字段中的双引号必须在其前面加上另一个双引号。

简化标准

上面的标准可能比较拗口，我们对它进行一些简化。要注意一下，简化不是简单的删减规则，而是将类似的类似进行合并便于理解。

后面的代码也会使用简化标准，简化标准如下：

1、每条记录位于单独的行上，由换行符 (CRLF) 分隔。

注：此处的行不是普通文本意义上的行，是指符合CSV文件格式的一条记录（后面简称为CSV行），在文本上可能占据多行。

2、文件中的最后一条记录需有结束换行符，文件的第一行为标题行（标题行包含字段对应的名称，标题数与记录的字段数相同）。

注：原标准中可有可无的选项统一规定为必须有，方便后期的解析，而且没有标题行让别人怎么看数据。

3、在标题和每条记录中，可能有一个或多个字段，以逗号分隔。在整个文件中，每行应包含相同数量的字段。空格被视为字段的一部分，不应忽略。记录中的最后一个字段后面不能有逗号。

注：此标准未做简化，虽然也有其它标准使用空格、制表符等做分割的，但不使用逗号分割的文件还叫逗号分隔值文件吗。

4、每个字段都用双引号括起来，出现在字段中的双引号必须在其前面加上另一个双引号

注：原标准有必须使用双引号和可选双引号的情况，那全部使用双引号肯定不会出错。

读写CSV文件

在正式读写CSV文件前，我们需要先定义一个用于测试的Test类。代码如下：

class Test
{
    public string Test1{get;set;}
    public string Test2 { get; set; }
    public string Test3 { get; set; }
    public string Test4 { get; set; }
    public string Test5 { get; set; }
    public string Test6 { get; set; }

    //Parse方法会在自定义读写CSV文件时用到
    public static Test Parse (string[]fields )
    {
        try
        {
            Test ret = new Test();
            ret.Test1 = fields[0];
            ret.Test2 = fields[1];
            ret.Test3 = fields[2];
            ret.Test4 = fields[3];
            ret.Test5 = fields[4];
            ret.Test6 = fields[5];
            return ret;
        }
        catch (Exception)
        {
            //做一些异常处理，写日志之类的
            return null;
        }
    }
}

生成一些测试数据，代码如下：

static void Main(string[] args)
{
    //文件保存路径
    string path = "tset.csv";
    //清理之前的测试文件
    File.Delete("tset.csv");
      
    Test test = new Test();
    test.Test1 = " 中文,D23 ";
    test.Test2 = "3DFD4234\"\"\"1232\"1S2";
    test.Test3 = "ASD1\",\"23,,,,213\r23F32";
    test.Test4 = "\r";
    test.Test5 = string.Empty;
    test.Test6 = "asd";

    //测试数据
    var records = new List<Test> { test, test };

    //写CSV文件
    /*
    *直接把后面的写CSV文件代码复制到此处
    */

    //读CSV文件
     /*
    *直接把后面的读CSV文件代码复制到此处
    */
   
    Console.ReadLine();
}

使用CsvHelper

CsvHelper 是用于读取和写入 CSV 文件的库，支持自定义类对象的读写。

github上标星最高的CSV文件读写C#库，使用MS-PL、Apache 2.0开源协议。

使用NuGet下载CsvHelper，读写CSV文件的代码如下：

 //写CSV文件
using (var writer = new StreamWriter(path))
using (var csv = new CsvWriter(writer, CultureInfo.InvariantCulture))
{
    csv.WriteRecords(records);
}

using (var writer = new StreamWriter(path,true))
using (var csv = new CsvWriter(writer, CultureInfo.InvariantCulture))
{
    //追加
    foreach (var record in records)
    {
        csv.WriteRecord(record);
    }
}

//读CSV文件
using (var reader = new StreamReader(path))
using (var csv = new CsvReader(reader, CultureInfo.InvariantCulture))
{
    records = csv.GetRecords<Test>().ToList();
    //逐行读取
    //records.Add(csv.GetRecord<Test>());
}

如果你只想要拿来就能用的库，那文章基本上到这里就结束了。

使用自定义方法

为了与CsvHelper区分，新建一个CsvFile类存放自定义读写CSV文件的代码，最后会提供类的完整源码。

CsvFile类定义如下：

/// <summary>
/// CSV文件读写工具类
/// </summary>
public class CsvFile
{
    #region 写CSV文件
    //具体代码...
    #endregion

    #region 读CSV文件（使用TextFieldParser）
    //具体代码...
    #endregion

    #region 读CSV文件（使用正则表达式）
    //具体代码...
    #endregion

}

基于简化标准的写CSV文件

根据简化标准（具体标准内容见前文），写CSV文件代码如下：

#region 写CSV文件
//字段数组转为CSV记录行
private static string FieldsToLine(IEnumerable<string> fields)
{
    if (fields == null) return string.Empty;
    fields = fields.Select(field =>
    {
        if (field == null) field = string.Empty;
        //简化标准，所有字段都加双引号
        field = string.Format("\"{0}\"", field.Replace("\"", "\"\""));

        //不简化标准
        //field = field.Replace("\"", "\"\"");
        //if (field.IndexOfAny(new char[] { ',', '"', ' ', '\r' }) != -1)
        //{
        //    field = string.Format("\"{0}\"", field);
        //}
        return field;
    });
    string line = string.Format("{0}{1}", string.Join(",", fields), Environment.NewLine);
    return line;
}

//默认的字段转换方法
private static IEnumerable<string> GetObjFields<T>(T obj, bool isTitle) where T : class
{
    IEnumerable<string> fields;
    if (isTitle)
    {
        fields = obj.GetType().GetProperties().Select(pro => pro.Name);
    }
    else
    {
        fields = obj.GetType().GetProperties().Select(pro => pro.GetValue(obj)?.ToString());
    }
    return fields;
}

/// <summary>
/// 写CSV文件，默认第一行为标题
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="list">数据列表</param>
/// <param name="path">文件路径</param>
/// <param name="append">追加记录</param>
/// <param name="func">字段转换方法</param>
/// <param name="defaultEncoding"></param>
public static void Write<T>(List<T> list, string path,bool append=true, Func<T, bool, IEnumerable<string>> func = null, Encoding defaultEncoding = null) where T : class
{
    if (list == null || list.Count == 0) return;
    if (defaultEncoding == null)
    {
        defaultEncoding = Encoding.UTF8;
    }
    if (func == null)
    {
        func = GetObjFields;
    }
    if (!File.Exists(path)|| !append)
    {
        var fields = func(list[0], true);
        string title = FieldsToLine(fields);
        File.WriteAllText(path, title, defaultEncoding);
    }
    using (StreamWriter sw = new StreamWriter(path, true, defaultEncoding))
    {
        list.ForEach(obj =>
        {
            var fields = func(obj, false);
            string line = FieldsToLine(fields);
            sw.Write(line);
        });
    }
}
#endregion

使用时，代码如下：

//写CSV文件
//使用自定义的字段转换方法，也是文章开头复杂CSV文件使用字段转换方法
CsvFile.Write(records, path, true, new Func<Test, bool, IEnumerable<string>>((obj, isTitle) =>
{
    IEnumerable<string> fields;
    if (isTitle)
    {
        fields = obj.GetType().GetProperties().Select(pro => pro.Name + Environment.NewLine + "\",\"");
    }
    else
    {
        fields = obj.GetType().GetProperties().Select(pro => pro.GetValue(obj)?.ToString());
    }
    return fields;
}));

//使用默认的字段转换方法
//CsvFile.Write(records, path);

你也可以使用默认的字段转换方法，代码如下：

CsvFile.Save(records, path);

使用TextFieldParser解析CSV文件

TextFieldParser是VB中解析CSV文件的类，C#虽然没有类似功能的类，不过可以调用VB的TextFieldParser来实现功能。

TextFieldParser解析CSV文件的代码如下：

#region 读CSV文件（使用TextFieldParser）
/// <summary>
/// 读CSV文件，默认第一行为标题
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="path">文件路径</param>
/// <param name="func">字段解析规则</param>
/// <param name="defaultEncoding">文件编码</param>
/// <returns></returns>
public static List<T> Read<T>(string path, Func<string[], T> func, Encoding defaultEncoding = null) where T : class
{
    if (defaultEncoding == null)
    {
        defaultEncoding = Encoding.UTF8;
    }
    List<T> list = new List<T>();
    using (TextFieldParser parser = new TextFieldParser(path, defaultEncoding))
    {
        parser.TextFieldType = FieldType.Delimited;
        //设定逗号分隔符
        parser.SetDelimiters(",");
        //设定不忽略字段前后的空格
        parser.TrimWhiteSpace = false;
        bool isLine = false;
        while (!parser.EndOfData)
        {
            string[] fields = parser.ReadFields();
            if (isLine)
            {
                var obj = func(fields);
                if (obj != null) list.Add(obj);
            }
            else
            {
                //忽略标题行业
                isLine = true;
            }
        }
    }
    return list;
}
#endregion

使用时，代码如下：

//读CSV文件
records = CsvFile.Read(path, Test.Parse);

使用正则表达式解析CSV文件

如果你有一个问题，想用正则表达式来解决，那么你就有两个问题了。

正则表达式有一定的学习门槛，而且学习后不经常使用就会忘记。正则表达式解决的大多数是一些不易变更需求的问题，这就导致一个稳定可用的正则表达式可以传好几代。

本节的正则表达式来自 《精通正则表达式（第3版）》 第6章 打造高效正则表达式——简单的消除循环的例子，有兴趣的可以去了解一下，表达式说明如下：

注：这本书最终版的解析CSV文件的正则表达式是Jave版的使用占有优先量词取代固化分组的版本，也是百度上经常见到的版本。

不过占有优先量词在C#中有点问题，本人能力有限解决不了，所以使用了上图的版本。

不过，这两版正则表达式性能上没有差异。

正则表达式解析CSV文件代码如下：

#region 读CSV文件（使用正则表达式）
/// <summary>
/// 读CSV文件，默认第一行为标题
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="path">文件路径</param>
/// <param name="func">字段解析规则</param>
/// <param name="defaultEncoding">文件编码</param>
/// <returns></returns>
public static List<T> Read_Regex<T>(string path, Func<string[], T> func, Encoding defaultEncoding = null) where T : class
{
    List<T> list = new List<T>();
    StringBuilder sbr = new StringBuilder(100);
    Regex lineReg = new Regex("\"");
    Regex fieldReg = new Regex("\\G(?:^|,)(?:\"((?>[^\"]*)(?>\"\"[^\"]*)*)\"|([^\",]*))");
    Regex quotesReg = new Regex("\"\"");

    bool isLine = false;
    string line = string.Empty;
    using (StreamReader sr = new StreamReader(path))
    {
        while (null != (line = ReadLine(sr)))
        {
            sbr.Append(line);
            string str = sbr.ToString();
            //一个完整的CSV记录行，它的双引号一定是偶数
            if (lineReg.Matches(sbr.ToString()).Count % 2 == 0)
            {
                if (isLine)
                {
                    var fields = ParseCsvLine(sbr.ToString(), fieldReg, quotesReg).ToArray();
                    var obj = func(fields.ToArray());
                    if (obj != null) list.Add(obj);
                }
                else
                {
                    //忽略标题行业
                    isLine = true;
                }
                sbr.Clear();
            }
            else
            {
                sbr.Append(Environment.NewLine);
            }                   
        }
    }
    if (sbr.Length > 0)
    {
        //有解析失败的字符串，报错或忽略
    }
    return list;
}

//重写ReadLine方法，只有\r\n才是正确的一行
private static string ReadLine(StreamReader sr) 
{
    StringBuilder sbr = new StringBuilder();
    char c;
    int cInt;
    while (-1 != (cInt =sr.Read()))
    {
        c = (char)cInt;
        if (c == '\n' && sbr.Length > 0 && sbr[sbr.Length - 1] == '\r')
        {
            sbr.Remove(sbr.Length - 1, 1);
            return sbr.ToString();
        }
        else 
        {
            sbr.Append(c);
        }
    }
    return sbr.Length>0?sbr.ToString():null;
}

private static List<string> ParseCsvLine(string line, Regex fieldReg, Regex quotesReg)
{
    var fieldMath = fieldReg.Match(line);
    List<string> fields = new List<string>();
    while (fieldMath.Success)
    {
        string field;
        if (fieldMath.Groups[1].Success)
        {
            field = quotesReg.Replace(fieldMath.Groups[1].Value, "\"");
        }
        else
        {
            field = fieldMath.Groups[2].Value;
        }
        fields.Add(field);
        fieldMath = fieldMath.NextMatch();
    }
    return fields;
}
#endregion

使用时代码如下：

//读CSV文件
records = CsvFile.Read_Regex(path, Test.Parse);

目前还未发现正则表达式解析有什么bug，不过还是不建议使用。

完整的CsvFile工具类

完整的CsvFile类代码如下：

using Microsoft.VisualBasic.FileIO;
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Text.RegularExpressions;


namespace ConsoleApp4
{
    /// <summary>
    /// CSV文件读写工具类
    /// </summary>
    public class CsvFile
    {
        #region 写CSV文件
        //字段数组转为CSV记录行
        private static string FieldsToLine(IEnumerable<string> fields)
        {
            if (fields == null) return string.Empty;
            fields = fields.Select(field =>
            {
                if (field == null) field = string.Empty;
                //所有字段都加双引号
                field = string.Format("\"{0}\"", field.Replace("\"", "\"\""));

                //不简化
                //field = field.Replace("\"", "\"\"");
                //if (field.IndexOfAny(new char[] { ',', '"', ' ', '\r' }) != -1)
                //{
                //    field = string.Format("\"{0}\"", field);
                //}
                return field;
            });
            string line = string.Format("{0}{1}", string.Join(",", fields), Environment.NewLine);
            return line;
        }

        //默认的字段转换方法
        private static IEnumerable<string> GetObjFields<T>(T obj, bool isTitle) where T : class
        {
            IEnumerable<string> fields;
            if (isTitle)
            {
                fields = obj.GetType().GetProperties().Select(pro => pro.Name);
            }
            else
            {
                fields = obj.GetType().GetProperties().Select(pro => pro.GetValue(obj)?.ToString());
            }
            return fields;
        }

        /// <summary>
        /// 写CSV文件，默认第一行为标题
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="list">数据列表</param>
        /// <param name="path">文件路径</param>
        /// <param name="append">追加记录</param>
        /// <param name="func">字段转换方法</param>
        /// <param name="defaultEncoding"></param>
        public static void Write<T>(List<T> list, string path,bool append=true, Func<T, bool, IEnumerable<string>> func = null, Encoding defaultEncoding = null) where T : class
        {
            if (list == null || list.Count == 0) return;
            if (defaultEncoding == null)
            {
                defaultEncoding = Encoding.UTF8;
            }
            if (func == null)
            {
                func = GetObjFields;
            }
            if (!File.Exists(path)|| !append)
            {
                var fields = func(list[0], true);
                string title = FieldsToLine(fields);
                File.WriteAllText(path, title, defaultEncoding);
            }
            using (StreamWriter sw = new StreamWriter(path, true, defaultEncoding))
            {
                list.ForEach(obj =>
                {
                    var fields = func(obj, false);
                    string line = FieldsToLine(fields);
                    sw.Write(line);
                });
            }
        }
        #endregion

        #region 读CSV文件（使用TextFieldParser）
        /// <summary>
        /// 读CSV文件，默认第一行为标题
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="path">文件路径</param>
        /// <param name="func">字段解析规则</param>
        /// <param name="defaultEncoding">文件编码</param>
        /// <returns></returns>
        public static List<T> Read<T>(string path, Func<string[], T> func, Encoding defaultEncoding = null) where T : class
        {
            if (defaultEncoding == null)
            {
                defaultEncoding = Encoding.UTF8;
            }
            List<T> list = new List<T>();
            using (TextFieldParser parser = new TextFieldParser(path, defaultEncoding))
            {
                parser.TextFieldType = FieldType.Delimited;
                //设定逗号分隔符
                parser.SetDelimiters(",");
                //设定不忽略字段前后的空格
                parser.TrimWhiteSpace = false;
                bool isLine = false;
                while (!parser.EndOfData)
                {
                    string[] fields = parser.ReadFields();
                    if (isLine)
                    {
                        var obj = func(fields);
                        if (obj != null) list.Add(obj);
                    }
                    else
                    {
                        //忽略标题行业
                        isLine = true;
                    }
                }
            }
            return list;
        }
        #endregion

        #region 读CSV文件（使用正则表达式）
        /// <summary>
        /// 读CSV文件，默认第一行为标题
        /// </summary>
        /// <typeparam name="T"></typeparam>
        /// <param name="path">文件路径</param>
        /// <param name="func">字段解析规则</param>
        /// <param name="defaultEncoding">文件编码</param>
        /// <returns></returns>
        public static List<T> Read_Regex<T>(string path, Func<string[], T> func, Encoding defaultEncoding = null) where T : class
        {
            List<T> list = new List<T>();
            StringBuilder sbr = new StringBuilder(100);
            Regex lineReg = new Regex("\"");
            Regex fieldReg = new Regex("\\G(?:^|,)(?:\"((?>[^\"]*)(?>\"\"[^\"]*)*)\"|([^\",]*))");
            Regex quotesReg = new Regex("\"\"");

            bool isLine = false;
            string line = string.Empty;
            using (StreamReader sr = new StreamReader(path))
            {
                while (null != (line = ReadLine(sr)))
                {
                    sbr.Append(line);
                    string str = sbr.ToString();
                    //一个完整的CSV记录行，它的双引号一定是偶数
                    if (lineReg.Matches(sbr.ToString()).Count % 2 == 0)
                    {
                        if (isLine)
                        {
                            var fields = ParseCsvLine(sbr.ToString(), fieldReg, quotesReg).ToArray();
                            var obj = func(fields.ToArray());
                            if (obj != null) list.Add(obj);
                        }
                        else
                        {
                            //忽略标题行业
                            isLine = true;
                        }
                        sbr.Clear();
                    }
                    else
                    {
                        sbr.Append(Environment.NewLine);
                    }                   
                }
            }
            if (sbr.Length > 0)
            {
                //有解析失败的字符串，报错或忽略
            }
            return list;
        }

        //重写ReadLine方法，只有\r\n才是正确的一行
        private static string ReadLine(StreamReader sr) 
        {
            StringBuilder sbr = new StringBuilder();
            char c;
            int cInt;
            while (-1 != (cInt =sr.Read()))
            {
                c = (char)cInt;
                if (c == '\n' && sbr.Length > 0 && sbr[sbr.Length - 1] == '\r')
                {
                    sbr.Remove(sbr.Length - 1, 1);
                    return sbr.ToString();
                }
                else 
                {
                    sbr.Append(c);
                }
            }
            return sbr.Length>0?sbr.ToString():null;
        }
       
        private static List<string> ParseCsvLine(string line, Regex fieldReg, Regex quotesReg)
        {
            var fieldMath = fieldReg.Match(line);
            List<string> fields = new List<string>();
            while (fieldMath.Success)
            {
                string field;
                if (fieldMath.Groups[1].Success)
                {
                    field = quotesReg.Replace(fieldMath.Groups[1].Value, "\"");
                }
                else
                {
                    field = fieldMath.Groups[2].Value;
                }
                fields.Add(field);
                fieldMath = fieldMath.NextMatch();
            }
            return fields;
        }
        #endregion

    }
}

使用方法如下：

//写CSV文件
CsvFile.Write(records, path, true, new Func<Test, bool, IEnumerable<string>>((obj, isTitle) =>
{
    IEnumerable<string> fields;
    if (isTitle)
    {
        fields = obj.GetType().GetProperties().Select(pro => pro.Name + Environment.NewLine + "\",\"");
    }
    else
    {
        fields = obj.GetType().GetProperties().Select(pro => pro.GetValue(obj)?.ToString());
    }
    return fields;
}));

//读CSV文件
records = CsvFile.Read(path, Test.Parse);

//读CSV文件
records = CsvFile.Read_Regex(path, Test.Parse);

总结

介绍了CSV文件的 RFC 4180 标准及其简化理解版本

介绍了CsvHelper、TextFieldParser、正则表达式三种解析CSV文件的方法

项目中推荐使用CsvHelper，如果不想引入太多开源组件可以使用TextFieldParser，不建议使用正则表达式

CsvHelper：github.com/JoshClose/C…

最后

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作者：二次元攻城狮

出处：cnblogs.com/timefiles/p/CsvReadWrite.html

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