C++ 입출력 시스템

객체지향프로그래밍II(김정준) 12주차 강의내용

스트림

• 스트림(stream)

  • 데이터의 흐름, 혹은 데이타를 전송하는 소프트웨어 모듈
    ◼ 흐르는 시내와 유사한 개념
  • 스트림의 양 끝에는 프로그램과 장치 연결
    ◼ 보낸 순서대로 데이터 전달
    ◼ 입출력 기본 단위 : 바이트

• C++ 스트림 종류

  • 입력 스트림
    ◼ 입력 장치, 네트워크, 파일로부터 데이터를 프로그램으로 전달하는 스트림
  • 출력 스트림
    ◼ 프로그램에서 출력되는 데이터를 출력 장치, 네트워크, 파일로 전달하는 스트림
    
    

C++ 입출력

• C++ 입출력 스트림은 버퍼를 가짐
• 키 입력 스트림의 버퍼
  • 목적
    ◼ 입력장치로부터 입력된 데이터를 프로그램으로 전달하기 전에 일시 저장
    ◼ 키 입력 도중 수정 가능
    ◼ <Backspace> 키가 입력되면 이전에 입력된 키를 버퍼에서 지움
  • 프로그램은 사용자의 키 입력이 끝난 시점에서 읽음
    ◼ <Enter> 키 : 키 입력의 끝을 의미
    ◼ <Enter> 키가 입력된 시점부터 키 입력 버퍼에서 프로그램이 읽기 시작
• 스크린 출력 스트림 버퍼
  • 목적
    ◼ 프로그램에서 출력된 데이터를 출력 장치로 보내기 전에 일시 저장
    ◼ 출력 장치를 반복적으로 사용하는 비효율성 개선
  • 버퍼가 꽉 차거나 강제 출력 명령 시에 출력 장치에 출력
    
    

입출력 방식

• 1. 스트림 입출력 방식(stream I/O)
  ◼ 스트림 버퍼를 이용한 입출력 방식
  ◼ 입력된 키는 버퍼에 저장
  ◼ <Enter>키가 입력되면 프로그램이 버퍼에서 읽어가는 방식
  ◼ 출력되는 데이터는 일차적으로 스트림 버퍼에 저장
  ◼ 버퍼가 꽉 차거나, ‘\n’을 만나거나, 강제 출력 명령의 경우에만 버퍼가 출력 장치에 출력
• 2. 저 수준 입출력 방식(raw level console I/O)
  ◼ 키가 입력되는 즉시 프로그램에게 키 값 전달
  ◼ <Backspace>키 그 자체도 프로그램에게 바로 전달
  ◼ 게임 등 키 입력이 즉각적으로 필요한 곳에 사용
  ◼ 프로그램이 출력하는 즉시 출력 장치에 출력
  ◼ 컴파일러마다 다른 라이브러리나 API 지원
  ◼ C++ 프로그램의 호환성 낮음

• C++ 표준은 스트림 방식만 지원
  ◼ 스트림 입출력은 모든 표준 C++ 컴파일러에 의해 컴파일됨
  ◼ 높은 호환성

• 대표적인 구 표준(C++03) 입출력 라이브러리 클래스
  • ios, istream, ostream, iostream, ifstream, ofstream, fstream
• 문자를 한 바이트의 char로 처리
  • cin >> 로 문자를 읽을 때, 한글 문자 읽을 수 없음
    ◼ 영어나 기호 : 1 바이트
    ◼ 한글 문자 : 2 바이트

char ch;
cin >> ch; // 키보드로 문자 입력. 한글 문자 읽을 수 없음

• 지금도 마찬가지로 cin으로 한글을 문자 단위로는 읽을 수 없음
• 다양한 크기의 다국어 문자를 수용하기 위해, 입출력 라이브러리를 템플릿으로 작성

표준 입출력 스트림 객체

• C++ 프로그램이 실행될 때 자동으로 생겨나는 스트림
  • cin
    ◼ istream타입의 스트림 객체로서 키보드 장치와 연결
  • cout
    ◼ ostream타입의 스트림 객체로서 스크린 장치와 연결
  • cerr
    ◼ ostream타입의 스트림 객체로서 스크린 장치와 연결
    ◼ 오류 메시지를 출력할 목적
    ◼ 스트림 내부 버퍼 거치지 않고 출력
  • clog
    ◼ ostream타입의 스트림 객체로서 스크린 장치와 연결
    ◼ 오류 메시지를 출력할 목적
    ◼ 스트림 내부에 버퍼 거쳐 출력
    
    

포맷 입출력

• C++에서도 입출력 시 포맷 지정 가능
  • C 언어의 printf()와 유사
• 포맷 입출력 방법 3 가지
  • 포맷 플래그
  • 포맷 함수
  • 조작자
    
    

포맷 플래그

• 입출력 스트림에서 입출력 형식을 지정하기 위한 플래그

• 포맷 플래그를 세팅하는 멤버 함수

cout.unsetf(ios::dec); // 10진수 해제
cout.setf(ios::hex); // 16진수로 설정

cout.setf(ios::dec | ios::showpoint); // 10진수 설정, 소수점 이하 0으로 출력

조작자

• manipulator, 스트림 조작자(stream manipulator)
• 조작자는 함수
  ◼ C++ 표준 라이브러리에 구현된 조작자 : 입출력 포맷 지정 목적
  ◼ 개발자 만의 조작자 작성 가능 : 다양한 목적
  ◼ 매개 변수 없는 조작자와 매개 변수를 가진 조작자로 구분
• 조작자는 항상 « 나 » 연산자와 함께 사용됨

사용자 정의 조작자 함수 원형

• 매개변수 없는 조작자의 경우

istream& manipulatorFunction (istream& ins)
ostream& manipulatorFunction (ostream& outs)

삽입 연산자(<<)

• insertion operator, 삽입자라고도 부름
  ◼ << 연산자는 C++의 기본 연산자 : 정수 시프트 연산자
• ostream 클래스에 중복 작성되어 있음
• 사용자 삽입 연산자 만들기
  • 개발자가 작성한 클래스의 객체를 << 연산자로 출력

추출 연산자(>>)

• extraction operator
  ◼ >> 연산자는 C++의 기본 연산자 : 정수 시프트 연산자
• ostream 클래스에 중복 작성되어 있음
• 추출 연산자의 실행 과정
  ◼ 삽입 연산자의 실행 과정과 유사하므로 생략
• 사용자 추출 연산자 만들기
  • 개발자가 작성한 클래스의 객체에 >> 연산자로 입력