如何正确地从大型二进制文件中读取/写入随机块？

我对LIS文件一无所知，所以这将是关于二进制文件的一般内容。

许多二进制文件格式将具有某种类型的索引，以及实际的数据条目本身。因此，读取文件将包括扫描索引，直到找到要查找的内容，然后跳转到索引中指定的偏移量。索引可以在文件开头的区块中定义，也可以作为链表定义，分布在整个文件中。实际格式可能会复杂得多，但它可能作为一个简化的心智模型有用。

如果您知道格式，则只需使用 BinaryReader 读取值，然后相应地在文件中跳转。可能使用某种状态机来跟踪您正在阅读的内容。

在文件的随机位置插入数据

这真的很难做好。您将不得不在浪费空间、移动数据和碎片之间做出选择。数据库花费了大量精力试图在每个极端之间找到一个快乐的媒介。

但是，如果您使用的是现有格式，则可以选择适合您的格式。如果该格式不是为廉价插入而设计的，您可能需要移动文件中的绝大多数数据，本质上需要您重写整个内容。如果幸运的话，该格式可能允许廉价地附加数据。

如果该格式不是为廉价修改而设计的，您很可能需要将其转换为某种修改成本低廉的格式。如果你能把它全部保存在内存中，这可能会简化事情。

您也可以将索引解析为内存结构，并将任何更新保留在内存中，直到需要将数据写回磁盘。所以一个虚构的格式可能看起来像这样。这里的关键是，您只从磁盘中读取所需的最少数据量，并且添加或修改是在内存中完成的。请注意，这仅用于说明目的。

public class Index
{
    private readonly Dictionary<string, IEntry> entries = new();

    public IEnumerable<string> List => entries.Keys;
    public byte[] Read(string key) => entries[key].Read();
    public void UpdateOrAdd(string key, byte[] data) => entries[key] = new MemoryEntry(data);

    public static Index Load(Stream source)
    {
        var br = new BinaryReader(source);
        var numEntries = br.ReadInt32();
        var result = new Index();
        
        for (int i = 0; i < numEntries; i++)
        {
            var key = br.ReadString();
            var length = br.ReadInt32();

            // Note. Mixing index information and data like this will make it 
            // easy to read/append, but slower to load. 
            var offset = (int)br.BaseStream.Position;
            result.entries[key] = new FileEntry(source, offset, length);
            br.BaseStream.Position += length;
        }
        return result;
    }

    public void Save(Stream destination)
    {
        var bw = new BinaryWriter(destination);
        bw.Write(entries.Count);
        var list = entries.ToList();
        foreach (var (key, value) in list)
        {
            bw.Write(key);
            bw.Write(value.Length);
            value.CopyTo(bw.BaseStream);
        }
    }
}

public interface IEntry
{
    public void CopyTo(Stream destination);
    public byte[] Read();
    public int Length { get; }
}

public class MemoryEntry : IEntry
{
    private readonly byte[] data;
    public MemoryEntry(byte[] data) => this.data = data;
    public void CopyTo(Stream destination) => destination.Write(data, 0, data.Length);
    public byte[] Read() => data;
    public int Length => data.Length;
}

public class FileEntry : IEntry
{
    private readonly Stream fileStream;
    private readonly int offset;
    private readonly int length;

    public FileEntry(Stream fileStream, int offset, int length)
    {
        this.fileStream = fileStream;
        this.offset = offset;
        this.length = length;
    }

    public void CopyTo(Stream destination)
    {
        fileStream.Position = offset;
        fileStream.CopyTo(destination, length);
    }

    public byte[] Read()
    {
        fileStream.Position = offset;
        var result = new byte[length];
        fileStream.Position = offset;
        var bytesRead = fileStream.Read(result, 0, length);
        if (bytesRead != length) throw new InvalidOperationException("Invalid binary format");
        return result;
    }

    public int Length => length;
}