Windows 系统中的文件路径格式

项目
05/09/2023

System.IO 命名空间中很多类型的成员都包括 path 参数，让你可以指定指向某个文件系统资源的绝对路径或相对路径。此路径随后会传递至 Windows 文件系统 API。本主题讨论可在 Windows 系统上使用的文件路径格式。

传统 DOS 路径

标准的 DOS 路径可由以下三部分组成：

卷号或驱动器号，后跟卷分隔符 (:)。
目录名称。目录分隔符用来分隔嵌套目录层次结构中的子目录。
可选的文件名。目录分隔符用来分隔文件路径和文件名。

如果以上三项都存在，则为绝对路径。如未指定卷号或驱动器号，且目录名称的开头是目录分隔符，则路径属于当前驱动器根路径上的相对路径。否则路径相对于当前目录。下表显示了一些可能出现的目录和文件路径。

路径	描述
`C:\Documents\Newsletters\Summer2018.pdf`	`C:` 驱动器的根目录中的绝对文件路径。
`\Program Files\Custom Utilities\StringFinder.exe`	当前驱动器根路径上的相对路径。
`2018\January.xlsx`	指向当前目录的子目录中的文件的相对路径。
`..\Publications\TravelBrochure.pdf`	指向从当前目录开始的目录中的文件的相对路径。
`C:\Projects\apilibrary\apilibrary.sln`	`C:` 驱动器的根目录中的文件的绝对路径。
`C:Projects\apilibrary\apilibrary.sln`	`C:` 驱动器的当前目录中的相对路径。

重要

请注意最后两个路径之间的差异。两者都指定了可选的卷说明符（均为 C:），但前者以指定的卷的根目录开头，而后者不是。因此，前者表示 C: 驱动器的根目录中的绝对路径，而后者表示 C: 驱动器的当前目录中的相对路径。应使用前者时使用了后者是涉及 Windows 文件路径的 bug 的常见原因。

可以通过调用 Path.IsPathFullyQualified 方法来确定文件路径是否完全限定（即是说，该路径是否独立于当前目录，且在当前目录更改时不发生变化）。请注意，如果解析的路径始终指向同样的位置，那么此类路径可以包括相对目录段（. 和 ..），而同时依然是完全限定的。

以下示例演示绝对路径和相对路径之间的差异。假定存在目录 D:\FY2018\，且在运行该示例之前还没有通过命令提示符为 D:\ 设置任何当前目录。

using System;
using System.Diagnostics;
using System.IO;
using System.Reflection;

public class Example2
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine($"Current directory is '{Environment.CurrentDirectory}'");
        Console.WriteLine("Setting current directory to 'C:\\'");

        Directory.SetCurrentDirectory(@"C:\");
        string path = Path.GetFullPath(@"D:\FY2018");
        Console.WriteLine($"'D:\\FY2018' resolves to {path}");
        path = Path.GetFullPath(@"D:FY2018");
        Console.WriteLine($"'D:FY2018' resolves to {path}");

        Console.WriteLine("Setting current directory to 'D:\\Docs'");
        Directory.SetCurrentDirectory(@"D:\Docs");

        path = Path.GetFullPath(@"D:\FY2018");
        Console.WriteLine($"'D:\\FY2018' resolves to {path}");
        path = Path.GetFullPath(@"D:FY2018");

        // This will be "D:\Docs\FY2018" as it happens to match the drive of the current directory
        Console.WriteLine($"'D:FY2018' resolves to {path}");

        Console.WriteLine("Setting current directory to 'C:\\'");
        Directory.SetCurrentDirectory(@"C:\");

        path = Path.GetFullPath(@"D:\FY2018");
        Console.WriteLine($"'D:\\FY2018' resolves to {path}");

        // This will be either "D:\FY2018" or "D:\FY2018\FY2018" in the subprocess. In the sub process,
        // the command prompt set the current directory before launch of our application, which
        // sets a hidden environment variable that is considered.
        path = Path.GetFullPath(@"D:FY2018");
        Console.WriteLine($"'D:FY2018' resolves to {path}");

        if (args.Length < 1)
        {
            Console.WriteLine(@"Launching again, after setting current directory to D:\FY2018");
            Uri currentExe = new(Assembly.GetExecutingAssembly().Location, UriKind.Absolute);
            string commandLine = $"/C cd D:\\FY2018 & \"{currentExe.LocalPath}\" stop";
            ProcessStartInfo psi = new("cmd", commandLine); ;
            Process.Start(psi).WaitForExit();

            Console.WriteLine("Sub process returned:");
            path = Path.GetFullPath(@"D:\FY2018");
            Console.WriteLine($"'D:\\FY2018' resolves to {path}");
            path = Path.GetFullPath(@"D:FY2018");
            Console.WriteLine($"'D:FY2018' resolves to {path}");
        }
        Console.WriteLine("Press any key to continue... ");
        Console.ReadKey();
    }
}
// The example displays the following output:
//      Current directory is 'C:\Programs\file-paths'
//      Setting current directory to 'C:\'
//      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
//      'D:FY2018' resolves to d:\FY2018
//      Setting current directory to 'D:\Docs'
//      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
//      'D:FY2018' resolves to D:\Docs\FY2018
//      Setting current directory to 'C:\'
//      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
//      'D:FY2018' resolves to d:\FY2018
//      Launching again, after setting current directory to D:\FY2018
//      Sub process returned:
//      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
//      'D:FY2018' resolves to d:\FY2018
// The subprocess displays the following output:
//      Current directory is 'C:\'
//      Setting current directory to 'C:\'
//      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
//      'D:FY2018' resolves to D:\FY2018\FY2018
//      Setting current directory to 'D:\Docs'
//      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
//      'D:FY2018' resolves to D:\Docs\FY2018
//      Setting current directory to 'C:\'
//      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
//      'D:FY2018' resolves to D:\FY2018\FY2018

Imports System.IO
Imports System.Reflection

Public Module Example2

    Public Sub Main(args() As String)
        Console.WriteLine($"Current directory is '{Environment.CurrentDirectory}'")
        Console.WriteLine("Setting current directory to 'C:\'")
        Directory.SetCurrentDirectory("C:\")

        Dim filePath As String = Path.GetFullPath("D:\FY2018")
        Console.WriteLine($"'D:\\FY2018' resolves to {filePath}")
        filePath = Path.GetFullPath("D:FY2018")
        Console.WriteLine($"'D:FY2018' resolves to {filePath}")

        Console.WriteLine("Setting current directory to 'D:\\Docs'")
        Directory.SetCurrentDirectory("D:\Docs")

        filePath = Path.GetFullPath("D:\FY2018")
        Console.WriteLine($"'D:\\FY2018' resolves to {filePath}")
        filePath = Path.GetFullPath("D:FY2018")

        ' This will be "D:\Docs\FY2018" as it happens to match the drive of the current directory
        Console.WriteLine($"'D:FY2018' resolves to {filePath}")

        Console.WriteLine("Setting current directory to 'C:\\'")
        Directory.SetCurrentDirectory("C:\")

        filePath = Path.GetFullPath("D:\FY2018")
        Console.WriteLine($"'D:\\FY2018' resolves to {filePath}")

        ' This will be either "D:\FY2018" or "D:\FY2018\FY2018" in the subprocess. In the sub process,
        ' the command prompt set the current directory before launch of our application, which
        ' sets a hidden environment variable that is considered.
        filePath = Path.GetFullPath("D:FY2018")
        Console.WriteLine($"'D:FY2018' resolves to {filePath}")

        If args.Length < 1 Then
            Console.WriteLine("Launching again, after setting current directory to D:\FY2018")
            Dim currentExe As New Uri(Assembly.GetExecutingAssembly().GetName().CodeBase, UriKind.Absolute)
            Dim commandLine As String = $"/C cd D:\FY2018 & ""{currentExe.LocalPath}"" stop"
            Dim psi As New ProcessStartInfo("cmd", commandLine)
            Process.Start(psi).WaitForExit()

            Console.WriteLine("Sub process returned:")
            filePath = Path.GetFullPath("D:\FY2018")
            Console.WriteLine($"'D:\\FY2018' resolves to {filePath}")
            filePath = Path.GetFullPath("D:FY2018")
            Console.WriteLine($"'D:FY2018' resolves to {filePath}")
        End If
        Console.WriteLine("Press any key to continue... ")
        Console.ReadKey()
    End Sub
End Module
' The example displays the following output:
'      Current directory is 'C:\Programs\file-paths'
'      Setting current directory to 'C:\'
'      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
'      'D:FY2018' resolves to d:\FY2018
'      Setting current directory to 'D:\Docs'
'      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
'      'D:FY2018' resolves to D:\Docs\FY2018
'      Setting current directory to 'C:\'
'      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
'      'D:FY2018' resolves to d:\FY2018
'      Launching again, after setting current directory to D:\FY2018
'      Sub process returned:
'      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
'      'D:FY2018' resolves to d:\FY2018
' The subprocess displays the following output:
'      Current directory is 'C:\'
'      Setting current directory to 'C:\'
'      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
'      'D:FY2018' resolves to D:\FY2018\FY2018
'      Setting current directory to 'D:\Docs'
'      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
'      'D:FY2018' resolves to D:\Docs\FY2018
'      Setting current directory to 'C:\'
'      'D:\FY2018' resolves to D:\FY2018
'      'D:FY2018' resolves to D:\FY2018\FY2018

UNC 路径

通用命名约定 (UNC) 路径，用于访问网络资源，具有以下格式：

一个以 \\ 开头的服务器名或主机名。服务器名称可以为 NetBIOS 计算机名称或者 IP/FQDN 地址（支持 IPv4 和 IPv6）。
共享名，使用 \ 将其与主机名分隔开。服务器名和共享名共同组成了卷。
目录名称。目录分隔符用来分隔嵌套目录层次结构中的子目录。
可选的文件名。目录分隔符用来分隔文件路径和文件名。

以下是一些 UNC 路径的示例：

路径	描述
`\\system07\C$\`	`system07` 上 `C:` 驱动器的根目录。
`\\Server2\Share\Test\Foo.txt`	`\\Server2\Share` 卷的测试目录中的 `Foo.txt` 文件。

UNC 路径必须始终是完全限定的。它们可以包括相对目录段（. 和 ..），但是这些目录段必须是完全限定的路径的一部分。只能通过将 UNC 路径映射至驱动器号来使用相对路径。

DOS 设备路径

Windows 操作系统有一个指向所有资源（包括文件）的统一对象模型。可从控制台窗口访问这些对象路径；并通过旧版 DOS 和 UNC 路径映射到的符号链接的特殊文件，将这些对象路径公开至 Win32 层。此特殊文件夹可通过 DOS 设备路径语法（以下任一）进行访问：

\\.\C:\Test\Foo.txt \\?\C:\Test\Foo.txt

除了通过驱动器号识别驱动器以外，还可以使用卷 GUID 来识别卷。它采用以下形式：

\\.\Volume{b75e2c83-0000-0000-0000-602f00000000}\Test\Foo.txt \\?\Volume{b75e2c83-0000-0000-0000-602f00000000}\Test\Foo.txt

注意

从 NET Core 1.1 和 .NET Framework 4.6.2 开始，运行在 Windows 上的 .NET 实现支持 DOS 设备路径语法。

DOS 设备路径由以下部分组成：

设备路径说明符（\\.\ 或 \\?\），它将路径标识为 DOS 设备路径。

注意

.NET Core 和 .NET 5+ 的所有版本以及从 4.6.2 开始的 .NET Framework 版本都支持 \\?\。
“实际”设备对象的符号链接（如果是驱动器名称则为 C:，如果是卷 GUID 则为卷{b75e2c83-0000-0000-0000-602f00000000}）。

设备路径说明符后的第一个 DOS 设备路径段标识了卷或驱动器。（例如，\\?\C:\ 和 \\.\BootPartition\。）

UNC 有个特定的链接，很自然地名为 UNC。例如：

\\.\UNC\Server\Share\Test\Foo.txt \\?\UNC\Server\Share\Test\Foo.txt

对于设备 UNC，服务器/共享部分构成了卷。例如在 \\?\server1\utilities\\filecomparer\ 中，服务器/共享部分是 server1\utilities。使用相对目录段调用 Path.GetFullPath(String, String) 等方法时，这一点非常重要；决不可能越过卷。

DOS 设备路径按定义完全限定，不能以相对目录段开头（. 或 ..）。也不会包含当前目录。

示例：引用同一个文件的方法

以下示例演示了一些方法，以此可在使用 System.IO 命名空间中的 API 时引用文件。该示例实例化 FileInfo 对象，并使用它的 Name 和 Length 属性来显示文件名以及文件长度。

using System;
using System.IO;

class Program
{
    static void Main()
    {
        string[] filenames = {
            @"c:\temp\test-file.txt",
            @"\\127.0.0.1\c$\temp\test-file.txt",
            @"\\LOCALHOST\c$\temp\test-file.txt",
            @"\\.\c:\temp\test-file.txt",
            @"\\?\c:\temp\test-file.txt",
            @"\\.\UNC\LOCALHOST\c$\temp\test-file.txt" };

        foreach (string filename in filenames)
        {
            FileInfo fi = new(filename);
            Console.WriteLine($"file {fi.Name}: {fi.Length:N0} bytes");
        }
    }
}
// The example displays output like the following:
//      file test-file.txt: 22 bytes
//      file test-file.txt: 22 bytes
//      file test-file.txt: 22 bytes
//      file test-file.txt: 22 bytes
//      file test-file.txt: 22 bytes
//      file test-file.txt: 22 bytes

Imports System.IO

Module Program
    Sub Main()
        Dim filenames() As String = {
                "c:\temp\test-file.txt",
                "\\127.0.0.1\c$\temp\test-file.txt",
                "\\LOCALHOST\c$\temp\test-file.txt",
                "\\.\c:\temp\test-file.txt",
                "\\?\c:\temp\test-file.txt",
                "\\.\UNC\LOCALHOST\c$\temp\test-file.txt"}

        For Each filename In filenames
            Dim fi As New FileInfo(filename)
            Console.WriteLine($"file {fi.Name}: {fi.Length:N0} bytes")
        Next
    End Sub
End Module

路径规范化

几乎所有传递至 Windows API 的路径都经过规范化。规范化过程中，Windows 执行了以下步骤：

识别路径。
将当前目录应用于部分限定（相对）路径。
规范化组件和目录分隔符。
评估相对目录组件（当前目录是 .，父目录是 ..）。
剪裁特定字符。

这种规范化隐式进行，若想显式进行规范化，可以调用 Path.GetFullPath 方法，这会包装对 GetFullPathName() 函数的调用。还可以使用 P/Invoke 直接调用 Windows GetFullPathName() 函数。

标识路径

路径规范化的第一步就是识别路径类型。路径归为以下几个类别之一：

它们是设备路径；就是说，它们的开头是两个分隔符和一个问号或句点（\\? 或 \\.）。
它们是 UNC 路径；就是说，它们的开头是两个分隔符，没有问号或句点。
它们是完全限定的 DOS 路径；就是说，它们的开头是驱动器号、卷分隔符和组件分隔符 (C:\)。
它们指定旧设备（CON、LPT1）。
它们相对于当前驱动器的根路径；就是说，它们的开头是单个组件分隔符 (\)。
它们相对于指定驱动器的当前目录；就是说，它们的开头是驱动器号和卷分隔符，而没有组件分隔符 (C:)。
它们相对于当前目录；就是说，它们的开头是上述情况以外的任何内容 (temp\testfile.txt)。

路径的类型决定是否以某种方式应用当前目录。还决定该路径的“根”是什么。

处理旧设备

如果路径是旧版 DOS 设备（例如 CON、COM1 或 LPT1），则会转换为设备路径（方法是在其前面追加 \\.\）并返回。

开头为旧设备名的路径始终被 Path.GetFullPath(String) 方法解释为旧设备。例如，CON.TXT 的 DOS 设备路径为 \\.\CON，而 COM1.TXT\file1.txt 的 DOS 设备路径为 \\.\COM1。

应用当前目录

如果路径非完全限定，Windows 会向其应用当前目录。不会向 UNC 和设备路径应用当前目录。带有分隔符的 C:\ 完整驱动器也不会应用当前目录。

如果路径的开头是单个组件分隔符，则会应用当前目录中的驱动器。例如，如果文件路径是 \utilities 且当前目录为 C:\temp\，规范化后路径则为 C:\utilities。

如果路径开头是驱动器号和卷分隔符，而没有组件分隔符，则应用从命令行界面为指定驱动器设置的最新当前目录。如未设置最新当前目录，则只应用驱动器。例如，如果文件路径为 D:sources，当前目录为 C:\Documents\，且 D: 盘上的最新当前目录为 D:\sources\，则结果为 D:\sources\sources。这些“驱动器相对”路径是导致程序和脚本逻辑错误的常见原因。假设以字母和冒号开头的路径不是相对路径，显然是不正确的。

如果路径不是以分隔符开头的，则应用当前驱动器和当前目录。例如，如果路径是 filecompare 且当前目录是 C:\utilities\，则结果为 C:\utilities\filecompare\。

重要

相对路径在多线程应用程序（也就是大多数应用程序）中很危险，因为当前目录是分进程的设置。任何线程都能在任何时候更改当前目录。从 .NET Core 2.1 开始，可以调用 Path.GetFullPath(String, String) 方法，从想要据此解析绝对路径的相对路径和基础路径（当前目录）获取绝对路径。

规范化分隔符

将所有正斜杠 (/) 转换为标准的 Windows 分隔符，也就是反斜杠 (\)。如果存在斜杠，前两个斜杠后面的一系列斜杠都将折叠为一个斜杠。

评估相对组件

处理路径时，会评估所有由一个或两个句点（. 或 ..）组成的组件或分段：

如果是单句点，则删除当前分段，因为它表示当前目录。
如果是双句点，则删除当前分段和父级分段，因为双句点表示父级目录。

仅当父级目录未越过路径的根时，才删除父级目录。路径的根取决于路径的类型。对于 DOS 路径，根是驱动器 (C:\)；对于UNC，根是服务器/共享 (\\Server\Share)；对于设备路径，则为设备路径前缀（\\?\ 或 \\.\）。

剪裁字符

随着分隔符的运行和相对段先遭删除，一些其他字符在规范化过程中也删除了：

如果某段以单个句点结尾，则删除此句点。（单个或两个句点的段在之前的步骤中已规范化。三个或更多句点的段未规范化，并且实际上是有效的文件/目录名称。）
如果路径的结尾不是分隔符，则删除所有尾随句点和空格 (U+0020)。如果最后的段只是单个或两个句点，则按上述相对组件规则处理。

此规则意味着可以创建以空格结尾的目录名称，方法是在空格后添加结尾分隔符。

重要

请勿创建以空格结尾的目录名或文件名。如果以空格结尾，则可能难以或者无法访问目录，并且应用程序在尝试处理这样的目录或文件时通常会操作失败。

跳过规范化过程

一般来说，任何传递到 Windows API 的路径都会（有效地）传递到 GetFullPathName 函数并进行规范化。但是有一种很重要的例外情况：以问号（而不是句点）开头的设备路径。除非路径确切地以 \\?\ 开头（注意使用的是规范的反斜杠），否则会对它进行规范化。

为什么要跳过规范化过程？主要有三方面的原因：

为了访问那些通常无法访问但合法的路径。例如名为 hidden. 的文件或目录，这是能访问它的唯一方式。
为了在已规范化的情况下通过跳过规范化过程来提升性能。
为了跳过路径长度的 MAX_PATH 检查以允许多于 259 个字符的路径（仅在 .NET Framework 上）。大多数 API 都允许这一点，也有一些例外情况。

注意

.NET Core 和 .NET 5+ 显式处理长路径，且不执行 MAX_PATH 检查。 MAX_PATH 检查只适用于 .NET Framework。

跳过规范化和路径上限检查是两种设备路径语法之间唯一的区别；除此以外它们是完全相同的。请谨慎地选择跳过规范化，因为很容易就会创建出“一般”应用程序难以处理的路径。

如果将开头为 \\?\ 的路径显式地传递至 GetFullPathName 函数，则依然会对它们进行规范化。

可将超过 MAX_PATH 字符数的路径传递至 GetFullPathName，前提是该路径不含 \\?\。支持任意长度的路径，只要其字符串大小在 Windows 能处理的范围内。

大小写和 Windows 文件系统

Windows 文件系统有一个让非 Window 用户和开发人员感到困惑的特性，就是路径和目录名称不区分大小写。也就是说，目录名和文件名反映的是创建它们时所使用的字符串的大小写。例如，名为

Directory.Create("TeStDiReCtOrY");

Directory.Create("TeStDiReCtOrY")

的方法创建名为 TeStDiReCtOrY 的目录。如果重命名目录或文件以改变大小写，则目录名或文件名反映的是重命名它们时所使用的字符串的大小写。例如，以下代码将文件 test.txt 重命名为 Test.txt：

using System.IO;

class Example3
{
    static void Main()
    {
        var fi = new FileInfo(@".\test.txt");
        fi.MoveTo(@".\Test.txt");
    }
}

Imports System.IO

Module Example3
    Public Sub Main()
        Dim fi As New FileInfo(".\test.txt")
        fi.MoveTo(".\Test.txt")
    End Sub
End Module

但是比较目录名和文件名时不区分大小写。如果搜索名为“test.txt”的文件，.NET 文件系统 API 会在比较时忽略大小写问题。 “Test.txt”、“TEST.TXT”、“test.TXT”和其他任何大写和小写的字母组合都会成为“test.txt”的匹配项。