C언어의 입출력과 파일 스트림(stream)에 대해 알아보기 (1)

스트림(stream) 이란?

입력과 출력을 바이트(byte)들의 흐름으로 생각하는 것이다.

예를 들어, 파일에서 데이터를 읽거나, 네트워크를 통해 데이터를 전송할 때, 스트림을 통해 데이터를 처리한다.

스트림에는 기본적으로 버퍼(Buffer)가 포함되어 있는데, 이는 데이터를 임시로 저장해 두는 메모리 공간이다.

 

 

표준 입출력 스트림

 

 

 

입출력 함수의 분류

 

일반 스트림

- 파일 입출력을 처리하기 위한 함수

- 이 함수들은 일반적으로 파일 스트림을 통해 데이터를 읽거나 쓰는 데 사용

 

fprintf

- file print formatted의 약자

- fprintf는 포맷을 지정하여 데이터를 파일에 출력하는 함수

- 텍스트 파일에 원하는 형식으로 데이터를 쓸 때 사용

FILE *fp = fopen("example.txt", "w");
if (fp != NULL) {
    int age = 25;
    fprintf(fp, "My age is %d years old.\n", age);
    fclose(fp);
}

 

fscanf

-  file scan formatted의 약자

- fscanf는 파일에서 데이터를 읽어 들여 특정 형식으로 변환하는 함수

- 파일로부터 데이터를 읽어서 변수에 저장할 때 사용

FILE *fp = fopen("example.txt", "r");
if (fp != NULL) {
    int age;
    fscanf(fp, "My age is %d years old.", &age);
    printf("Read age: %d\n", age);
    fclose(fp);
}

 

 

 

 

 

printf()를 이용한 출력

 

 

 

 

플래그

 

예시

 

%d : 주로 정수 데이터를 10진수(decimal) 형식으로 출력하거나 입력받을 때 사용

 

%010d : 010은 자릿수를 의미한다.

• 0: 출력 시, 숫자가 차지하지 않는 자릿수를 0으로 채우라는 의미
• 10: 출력할 전체 자리 수를 10자리로 맞추라는 의미입니다. 즉, 출력되는 정수 값이 10자리에 미치지 못할 경우, 그 앞부분을 0으로 채워서 10자리로 출력하게 된다

%#x : 정수를 16진수(헥사) 형식으로 출력할 때 사용됨. 이때 # 문자는 16진수 출력에 0x 접두사를 추가하라는 의미

 

• %x: 정수를 16진수 소문자 형식으로 출력.
• #: #은 16진수 출력 시, 0x 접두사를 붙여줌. 이 접두사는 16진수임을 나타내기 위해 사용

 

 

 

필드폭과 정밀도

 

- 필드 폭을 정할 수 있고, 정렬할 수 있다.

 

 

• %f는 소수점 이하 6자리까지 출력
• %.3f는 소수점 이하 3자리까지만 출력
• %10.3f는 소수점 이하 3자리까지 출력하면서 전체 출력 폭을 10자리로 맞춤
• %.3f는 소수점 이하 3자리까지 출력하고, 전체 폭을 10자리로 맞추되, 좌측 정렬

 

 

 

 

형식 지정자

 

 

 

 

 

 

scanf()를 이용한 입력

- 문자열 형태의 입력을 사용자가 원하는 형식으로 변환한다.

 

예제

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a, b;
    
    printf("6개의 숫자로 이루어진 정수를 입력하시오:");
    scanf("%3d%3d", &a, &b);
    printf("입력된 정수는 %d, %d\n", a, b);
    
    return 0;
}

 

 

 

 

8진수, 16진수 입력

 

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int d, o, x;

    scanf("%d %o %x", &d, &o, &x);
    printf("d=%d o=%d x=%d\n", d, o, x);
    
    return 0;
}

 

 

d=10 (10진수로 입력한 10 그대로 출력)

o=8 (8진수 10을 10진수로 변환한 8을 출력)

x=16 (16진수 10을 10진수로 변환한 16을 출력)

 

 

• %d: 10진수(decimal) 정수를 입력받는다
• %o: 8진수(octal) 정수를 입력받는다
• %x: 16진수(hexadecimal) 정수를 입력받는다

 

 

 

 

문자와 문자열 읽기

 

 

 

 

형식 지정자와 공백 :

 

%d, %f, %s 등과 같은 형식 지정자는 공백을 무시하고 다음 데이터 항목을 찾는다

예를 들어, %d는 공백을 포함한 문자열에서 첫 번째 정수를 읽어온다

 

%s는 공백을 만날 때까지 문자열을 읽는다. 즉, 한 번에 한 단어만 읽는다

 

%c는 공백을 포함한 모든 문자를 읽는다. 따라서 입력에서 공백을 포함한 문자를 읽을 수 있다

 

 

 

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char c;
    char s[80], t[80];
    
    printf("스페이스로 분리된 문자열을 입력하시오:";
    scanf("%s%c%s", s, &c, t);
    
    printf("입력된 첫번째 문자열=%s\n", s);
    printf("입력된 문자=%c\n", c);
    printf("입력된 두번째 문자열=%s\n", t);
    
    return 0;
}

 

 

 

 

문자 집합으로 읽기

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char s[80]
    
    printf("문자열을 입력하시오:";
    scanf("%[abc]", s);
 
    printf("입력된 문자열=%s\n, s);
    
    return 0;
}

 

 

 

 

scanf 반환값 이용

 

 

- 에러처리 할 수 있다.

 

 

 

 

scanf() 사용시 주의점

 

(1)

- scanf 함수는 입력값을 저장할 변수의 주소를 전달받아야 한다

- scanf의 형식 지정자와 해당하는 변수의 주소가 일치해야 올바른 입력 처리가 이루어짐

 

정수형 변수에 대한 scanf 사용

입력값을 저장할 변수의 주소를 전달

 

- int i;

- scanf("%d", i);    //오류!!!

- scanf("%d", &i);  //올바름

 

• "%d" 형식 지정자는 정수형 변수를 기대한다
• 따라서, 정수형 변수 i의 주소인 &i를 전달해야 한다.
• scanf("%d", i); 는 i의 주소를 전달하지 않고, 변수 자체를 전달하고 있으므로 오류
• scanf는 주소를 통해 변수를 수정하기 때문에, &i를 전달해야 함

 

 

문자열 배열에 대한 scanf 사용

배열의 이름은 배열을 가리키는 포인터

 

-int str[80];

-scanf("%s", str)    //올바름

-scanf("%s", &str)  //오류!!

 

• "%s" 형식 지정자는 문자열을 기대함
• 배열 str의 이름은 배열의 첫 번째 요소의 주소를 가리킨다. 따라서 str만 전달하면 됨
• &str은 배열 전체의 주소를 가리킨다. 이 주소는 배열의 주소로, 배열을 가리키는 포인터가 아니다.
• scanf는 배열의 첫 번째 요소의 주소를 기대하기 때문에 &str이 아닌 str을 전달해야 한다.

 

 

 

(2)

- scanf를 사용할 때 입력을 받을 변수나 배열의 크기를 충분히 확보해야 한다.

- 입력이 배열의 크기를 초과하면 버퍼 오버플로우가 발생할 수 있으며, 이는 프로그램의 예기치 않은 동작이나 크래시를 유발할 수 있다

 

버퍼 오버플로우

- int str[80];

- scanf("%s", str);      // 입련된 문자의 개수가 79를 초과하면 치명적인 오류 발생 !!

- scanf("%d\n", &i);  // 잘못됨!!

- scanf("%79s", str);  // 최대 79 문자까지 입력받고, 마지막에 NULL 문자 추가

 

 

위 코드에서 배열 str은 80자의 공간을 가지고 있다. 하지만 scanf("%s", str)은 입력된 문자열의 길이를 제한하지 않기 때문에, 사용자가 80자를 초과하는 입력을 하면 배열의 경계를 넘어설 수 있다. 이는 버퍼 오버플로우를 발생시키고, 프로그램의 안정성을 저해할 수 있다.

 

scanf에서 %d와 같이 형식 지정자를 사용할 때는 개행 문자를 포함하지 않는다. 개행 문자는 입력 후 자동으로 처리되기 때문이다. "%d\n"는 정수형 입력 후 개행 문자를 기대하지만, scanf는 개행 문자를 자동으로 처리한다. 따라서, 입력값이 들어온 후 개행 문자가 처리되어서, \n은 scanf가 자동으로 처리하고 아무런 효과를 주지 않는다.