C언어의 입출력과 파일 스트림(stream)에 대해 알아보기 (2)

C언어의 입출력과 파일 스트림(stream)에 대해 알아보기 (1) (tistory.com)

C언어의 입출력과 파일 스트림(stream)에 대해 알아보기 (1)

 

 

 

파일 입출력

 

fopen: 파일 열기

fscanf / fgets : 파일읽기 (한 단어씩 읽을 때 / 한 줄씩 읽을 때)

fprintf : 파일 쓰기

fclose : 파일 닫기

 

 

 

1. 파일에 데이터 쓰기

 

#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE *fp = NULL;
    fp = fopen("data.txt", "w");
    
    if(fp == NULL){
    	printf("Failed to open file %s\n", "data.txt");
        return -1;
    }
    
    // file write
    fprintf(fp, "My first data file\n");
    fclose(fp);
    return 0;
}

 

- "data.txt"라는 이름의 파일을 쓰기 모드로 연다.

- "data.txt"  파일에 "My first data file"이라는 문자열을 작성한다

- 파일을 닫는다.

- 프로그램을 종료한다.

 

 

 

 

2. 파일에서 데이터 읽기 - 한 단어씩

 

#include <stdio.h>

int main()
{
    FILE *fp = NULL;
    char buff[100];
    fp = fopen("data.txt", "r");
    
    if(fp == NULL){
    	printf("Failed to open file %s\n", "data.txt");
        return -1;
    }
    
    // file read
    while(fscanf(fp, "%s", buff) != EOF){
    	printf("%s\n", buff);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

 

- fopen 함수를 사용하여 "data.txt"라는 이름의 파일을 읽기 모드("r")로 연다

- fscanf 함수를 사용하여 파일에서 문자열을 읽어온다. %s 포맷 지정자는 공백을 기준으로 문자열을 읽어옴

- fscanf가 파일에서 문자열을 읽어오면 buff 배열에 저장되고, EOF(End Of File 파일의 끝)까지 반복

- 각 읽어온 문자열을 printf를 사용하여 출력

- 파일을 닫는다.

- 프로그램을 종료한다.

 

 

결과 : data.txt에 적어놨던 "My first data file" 이

My

first

data

file

로 출력된다.

 

 

 

<fscanf 함수의 동작>

 

예시

FILE *fp = fopen("data.txt", "r");
int a;
float b;
fscanf(fp, "%d %f", &a, &b);
fclose(fp);

 

 

scanf: 표준 입력에서 데이터 읽기. 표준 입력(키보드)에서 데이터를 읽어오는 함수

fscanf: 파일 스트림에서 데이터 읽기. 지정된 파일 스트림에서 format 문자열에 맞는 입력을 읽어와 변수들에 저장함

sscanf: 문자열에서 데이터 읽기. str에서 format 문자열에 맞는 입력을 읽어와서 변수들에 저장

vscanf: 가변 인수를 사용하는 표준 입력 읽기. format 문자열과 va_list 타입의 인수 리스트를 사용하여 입력을 처리

vsscanf: 가변 인수를 사용하는 문자열 읽기. sscanf와 유사하지만, 인수 목록을 va_list 타입으로 받는 함수

vfscanf: 가변 인수를 사용하는 파일 스트림 읽기. fscanf와 유사하지만, 인수 목록을 va_list 타입으로 받는 함수

 

 

 

 

 

3. 파일에서 데이터 읽기 - 한줄

 

#include <stdio.h>
#define BUFF_SIZE 256

int main()
{
    FILE *fp = NULL;
    char buff[256];
    fp = fopen("data.txt", "r");
    
    if(fp == NULL){
    	printf("Failed to open file %s\n", "data.txt");
        return -1;
    }
    
    // file read lines
    while(fgets(buff, BUFF_SIZE, fp) != NULL){
    	printf("%s\n", buff);
    }
    fclose(fp);
    return 0;
}

 

결과 : data.txt에 적어놨던 "My first data file" 이

My first data file

(한줄)로 출력된다.

 

 

 

 

<fgets 함수의 동작>

 

예시

FILE *fp = fopen("data.txt", "r");
char buffer[100];
while (fgets(buffer, sizeof(buffer), fp) != NULL) {
    printf("%s", buffer);
}
fclose(fp);

 

 

fgetc: 파일 스트림 stream에서 하나의 문자를 읽어옴. 읽어온 문자는 int 타입으로 반환

fgets: 파일 스트림에서 문자열 읽기 (한 줄 또는 지정된 크기만큼). 입력된 문자열은 줄바꿈 문자를 포함할 수 있으며, 줄바꿈 문자가 있으면 그 문자를 포함하여 문자열을 반환

getc: 파일 스트림에서 단일 문자 읽기 (파일 포인터와 관련된 함수). fgetc와 유사

getchar: 표준 입력(키보드)에서 단일 문자를 읽어오는 함수. 표준 입력에서 하나의 문자를 읽어온다. 반환값은 int 타입

ungetc: 마지막으로 읽은 문자를 파일 스트림에 되돌려 놓는 함수. char로 지정된 문자를 파일 스트림 stream에 다시 넣어주며 이 문자는 다음 번에 getc나 fgetc로 읽을 수 있다. ungetc는 파일 스트림에 한 문자를 되돌리며, 연속해서 여러 문자를 되돌리는 것은 보장되지 않음

 

 

 

 

파일 모드

 

 

 

 

파일 입출력 함수

 

 

***** 이진 데이터 출력함수는 fwrite 이다 *****

***** 이진 데이터 입력함수는 fread 이다 *****

 

 

 

 

텍스트 파일과 이진 파일의 차이점

 

 

텍스트 파일 : 모든 데이터가 아스키 코드로 변환되어서 저장됨

 

• 저장 방식:
  • 문자 인코딩: 텍스트 파일은 데이터가 사람이 읽을 수 있는 형식으로 저장됨. 일반적으로 ASCII(미국 표준 코드) 또는 UTF-8과 같은 문자 인코딩 방식이 사용. 문자와 기호를 정수 값으로 변환하여 파일에 저장
  • 줄 구분: 줄바꿈이나 캐리지 리턴과 같은 특수 문자를 사용하여 줄을 구분. 예를 들어, UNIX 기반 시스템에서는 \n(Line Feed, LF)을 사용, Windows에서는 \r\n(Carriage Return + Line Feed, CRLF)을 사용
• 특징:
  • 사람이 읽을 수 있는 형식: 텍스트 파일은 일반적으로 사람이 읽고 수정할 수 있는 형식
  • 가독성: 텍스트 파일은 일반 텍스트 에디터(예: Notepad, vim, emacs)로 열어 볼 수 있음.
  • 파일 크기: 텍스트 파일은 동일한 데이터의 이진 파일에 비해 파일 크기가 더 클 수 있다. 이유는 데이터가 문자로 표현되기 때문에 추가적인 문자 인코딩 오버헤드가 포함되기 때문
• 예시:
  • .txt, .csv, .html, .xml 등의 파일 확장자들이 일반적으로 텍스트 파일로 저장

 

 

 

이진 파일 : 컴퓨터에서 데이터를 표현하는 방식 그대로 저장

 

• 저장 방식:
  • 바이너리 형식: 이진 파일은 데이터를 컴퓨터 내부에서 사용하는 형식 그대로 저장. 즉, 데이터가 기계어로 표현되어 파일에 저장됨. 이진 파일에는 문자 인코딩, 줄 구분 문자 등이 필요 없으며, 데이터를 정확히 비트 단위로 저장
  • 형식: 이진 파일은 특정 데이터 구조를 가지며, 파일 포맷에 따라 데이터가 배열, 구조체 등으로 저장됨. 이러한 파일 포맷은 파일을 읽고 쓸 때 특정 프로그램이나 라이브러리에서 해석해야 한다.
• 특징:
  • 사람이 읽을 수 없는 형식: 이진 파일은 일반적으로 사람이 읽을 수 없는 형식으로 저장된다. 이진 데이터는 특정 애플리케이션이나 도구가 이를 해석할 수 있어야만 유용하다.
  • 가독성: 이진 파일은 일반 텍스트 에디터로 열었을 때 알아보기 어려운 문자가 포함되어 있다. 전문적인 이진 뷰어(예: Hex Editor)를 사용하여 확인할 수 있다.
  • 파일 크기: 이진 파일은 동일한 데이터의 텍스트 파일보다 더 작을 수 있다. 데이터가 직접적으로 저장되기 때문에 인코딩과 관련된 추가적인 오버헤드가 없다.
• 예시:
  • .exe(실행 파일), .jpg(이미지 파일), .mp4(비디오 파일), .dat(데이터 파일) 등

 

 

 

예시 

 

1. 텍스트 파일 :
   • 파일 내용: "Hello, world!"
   • ASCII 인코딩을 사용하여 파일에 저장되며, 텍스트 에디터에서 직접 열어 볼 수 있다.
2. 이진 파일 :
   • 파일 내용: JPEG 이미지 파일
   • 파일에 저장된 데이터는 이미지의 픽셀 정보를 포함한 이진 형식으로, 일반적인 텍스트 에디터로는 의미를 이해하기 어렵다.

 

 

 

이진 파일 쓰기

 

***** 이진 데이터 출력함수는 fwrite 이다 *****

#include <stdion.h>

#define SIZE 5
int main(void)
{
    int buffer[SIZE] = { 10, 20, 30, 40, 50 };
    FILE *fp = NULL;
    
    fp = fopen("binary.bin", "wb");
    if (fp == NULL)
    {
    	fprintf(stderr, "binary.bin 파일을 열 수 없습니다.");
        return 1;
    }
    
    fwrite(buffer, sizeof(int), SIZE, fp);
    
    fclose(fp);
    return 0;
}

 

 

 

 

이진 파일 읽기

 

***** 이진 데이터 입력함수는 fread 이다 *****

 

#include <stdion.h>
#define SIZE 5

int main(void)
{
    int i;
    int buffer[SIZE];
    FILE *fp = NULL;
    
    fp = fopen("binary.bin", "rb");
    if (fp == NULL)
    {
    	fprintf(stderr, "binary.bin 파일을 열 수 없습니다.");
        return 1;
    }
    
    fread(buffer, sizeof(int), SIZE, fp);
    
    for(i = 0 ; i < SIZE ; i++)
    	printf("%d ", buffer[i]);
    
    fclose(fp);
    return 0;
}

 

- 이진 파일 쓰기 / 읽기가 잘 수행되었다면, fwrite에서 적었던 내용( ex 10, 20, 30, 40, 50 )이 읽혀야 한다.

 

 

 

 

이진 파일 입출력 예제 - 구조체

 

 

 

 

 

fseek() 함수

- C 언어에서 파일의 읽기/쓰기 위치를 조정하는 데 사용된다. 이 함수는 파일 스트림의 현재 위치를 변경하여 원하는 위치에서 데이터 읽기나 쓰기를 할 수 있게 해준다. 파일의 특정 위치로 포인터를 이동시킬 때 유용하다.

 

ex)

int fseek(FILE *stream, long offset, int whence);

 

ex)

fseek(fp, 2, SEEK_SET) : 파일에서 원하는 위치에 접근하고 싶으면 해당 포인터를 옮겨주어야 하는데, 이것을 fseek함수라고 한다. 오른쪽에 표시된 값을 기준으로 얼만큼 움직일 것인지 요청

 

 

< whence의 값 >

 

SEEK_SET : 파일의 시작을 기준으로 이동

SEEK_CUR : 현재 위치를 기준으로 이동

SEEK_END : 파일의 끝(EOF) 을 기준으로 이동

 

ex) 파일의 처음으로 이동 : fseek (fp, 0, SEEK_SET)

ex) 파일의 끝에서 10바이트 앞쪽으로 이동 : fseek(fp, -10, SEEK_END)