stdio.h (cstdio)

C 언어에서 입출력 작업은 표준 입출력 라이브러리 (Standard Input and Output Library) 를 이용해서 수행될 수 있다. (C++ 에서는 cstdio 라는 이름으로 사용된다). 이 라이브러리는 스트림(stream) 을 이용해서 키보드나 프린터, 터미널과 같은 장비들이나 시스템이 지원하는 특정한 형태의 파일들과 작업할 수 있다. 모든 스트림들은 작업하고자 하는 장비들과 관계 없이 공통된 특징들을 가지고 있기 때문이 매우 편리하다.

FILE 객체에 대한 포인터는 각각의 스트림들을 구분하기 때문에 스트림을 이용한 작업시 인자로 전달된다.

또한 stdio.h 라이브러리를 사용하는 프로그램에서 자동으로 생성되고 열리는(open) 표준 스트림들이 있는데 이는stdin, stdout, stderr이다.

스트림의 특징

스트림의 속성 중에는 "어떠한 함수들 만이 스트림을 사용할 수 있다" 와 "이 스트림이 어떠한 방식으로 데이터를 입출력 하느냐" 가 있다. 이러한 속성들은 fopen 함수를 통해 스트림이 파일과 어떠한 방식으로 연관되어 있는지에 따라 달라지게 된다.

읽기 쓰기 권한 (Read/Write Access)

이 스트림이 연관된 물리 장비로 부터 읽거나 쓸 수 있는지 (또는 둘 다)에 대한 정보를 알려준다.

텍스트 / 바이너리 (Text/Binary)

텍스트 스트림들은 말그대로 문장을 중심으로 작동하며 각 문장은 개행 문자로 끝나게 된다. 텍스트 스트림은 받아들인 각 문자를 번역을 하게 되는데 프로그램이 작동되는 환경에 따라 일부 문자들을 다른 방식으로 번역할 수 도 있다.

실제 예시로, MacOS 에서는 개행 문자(new-line character)로 CR (캐리지 리턴, carriage return) 한 문자를 사용한다. 하지만 리눅스와 같은 유닉스 기반 컴퓨터들은 개행문자로 LF (라인 피드, line feed) 한 문자를 사용한다. 그러나 DOS 나 윈도우즈, OS/2 계열의 운영체제들은 CR + LF 를 사용해서 두 문자로 개행 문자임을 표시한다.

이렇게, 운영체제 마다 똑같은 개행 문자를 다른 방식으로 번역하기 때문에 텍스트 스트림에 경우 각 프로그램의 작동 환경에 영향을 받을 수 밖에 없다. 그러나 바이너리 스트림 (이진 스트림) 의 경우 단순히 장비로 부터 순차적으로 이진 데이터를 입력 받는 것이기 때문에 번역 과정이 필요 없을 뿐더러 각 환경에 영향을 받지도 않는다.

버퍼(Buffer)

버퍼는 메모리의 일부분으로 장치나 파일로 부터 읽거나 쓰기 전에 저장되는 곳이다. 스트림은 fully buffered, line buffered, unbuffered 중 하나가 될 수 있다.

fully buffered 스트림의 경우, 데이터는 버퍼가 꽉 찰 경우 데이터가 읽어/쓰여 지고, line buffered 스트림의 경우 개행 문자가 버퍼에 들어왔을 때, unbuffered 스트림의 경우 어떠한 상태에서도 바로 데이터가 읽어/쓰여지는 스트림이다.

기본적으로 stdin 은 fully bufferd, stderr 은 unbuffered, stdout 은 터미널일 경우 line buffered, 아니면 fully buffered 상태로 설정되어 있다.

스트림 상태 표시자(indicator)

스트림은 현재의 상태를 나타내기 위해 특정한 표시자가 있으며, 이는 스트림의 입출력 형태에 영향을 줄 수 있다.

오류 표시자 (Error indicator)

이 표시자는 스트림 관련한 연산에서 오류가 발생하였을 때 설정(set) 된다. 이 표시자의 상태는 ferror 함수를 통해 확인할 수 있으며 clearerr 함수나 rewind, fseek, fsetpos함수들을 통해 표시자의 상태를 초기화 할 수 있다.

파일 끝 표시자 (End-Of-File indicator)

이 표시자가 설정되면 스트림의 읽기 혹은 쓰기 연산이 파일의 끝 부분에 도달하였다는 뜻을 나타낸다. 이는 feof함수를 통해 확인할 수 있으며 clearerr 함수나 rewind, fseek, fsetpos함수를 통해 초기화 할 수 있다.

위치 표시자 (Position Indicator)

이는 포인터로 스트림이 입출력 연산에서 다음으로 읽거나 쓸 문자를 가리킨다. 이 표시자가 가리키는 값은 ftell이나 fgetpos 함수를 통해 알아낼 수 있으며 역시 rewind, fseek, fsetpos함수를 이용해서 표시자의 값을 바꿀 수 있다.

stdio.h 에 정의된 함수들

파일 작업 관련:

• remove : 파일을 삭제한다

• rename : 파일 이름을 변경한다.

• tempfile : 임시 파일을 연다

• tempnam : 임시 파일의 이름을 생성한다.

파일 접근 관련:

• fclose: 파일을 닫는다

• fflush: 스트림을 비운다 (flush)

• fopen: 파일을 연다

• freopen: 다른 파일이나 모드로 스트림을 다시 연다.

• setbuf: 스트림 버퍼를 설정한다.

• setvbuf: 스트림의 버퍼 및 모드(fully buffered, line buffered, unbuffered) 까지 설정한다.

형식 있는(formatted) 입출력:

• fprintf: 형식 있는 데이터를 스트림에 쓴다.

• fscanf: 형식 있는 데이터를 스트림에서 읽는다.

• printf: stdout 에 형식 있는 데이터를 출력한다.

• scanf: 형식 있는 데이터를 stdin 에서 읽는다.

• sprintf: 문자열에 형식 있는 데이터를 쓴다.

• sscanf: 문자열에서 형식 있는 데이터를 읽는다.

• vfprintf : 스트림에 형식 있는 가변 인자 목록(variable argument list)을 쓴다.

• vprintf : stdout 에 가변 인자 목록을 출력한다.

• vsprintf : 문자열에 가변 인자 목록을 출력한다.

문자(character) 입출력:

• fgetc: 스트림에서 문자를 받는다.

• fgets: 스트림에서 문자열을 받는다.

• fputc: 스트림에 문자를 쓴다.

• fputs: 스트림에 문자열을 쓴다.

• getc: 스트림에서 문자를 받는다.

• getchar: stdin 에서 문자를 받는다.

• gets: stdin 에서 문자열을 받는다.

• putc: 스트림에 문자를 쓴다.

• putchar: 문자를 stdout 에 쓴다.

• puts: 문자열을 stdout 에 쓴다.

• ungetc: 스트림으로부터 문자를 되돌린다.

직접적인 입출력:

• fread: 스트림으로 부터 데이터 블록을 읽는다.

• fwrite: 스트림에 데이터 블록을 쓴다.

파일 위치 지정:

• fgetpos: 현재 스트림의 (읽어들이는) 위치를 얻는다.

• fseek: 스트림 위치 표시자의 위치를 재조정한다.

• fsetpos: 스트림의 위치 표시자를 설정한다.

• ftell: 스트림의 현재 위치를 얻는다.

• rewind: 위치 표시자의 위치를 맨 앞으로 조정한다.

오류 처리:

• clearerr: 오류 표시자를 초기화한다.

• feof: 파일 끝 표시자 (End of file indicator) 을 확인한다.

• ferror: 오류 표시자를 확인한다.

• perror: 오류 메세지를 출력한다.

매크로

• EOF : 파일 끝(end of file)

• FILENAME_MAX : 파일 이름의 최대 길이

• NULL : 널 포인터

• TMP_MAX : 임시 파일의 (최대) 개수

이 외에도 _IOFBF, _IOLBF, _IONBF, BUFSIZ, FOPEN_MAX, L_tmpnam, SEEK_CUR, SEEK_END, SEEK_SET 이 있는데 이는 이들을 이용하는 함수들에 설명되어 있다.

타입 (형)

• FILE : 스트림을 제어하는 정보를 가지고 있는 객체

• fpos_t : 파일의 (읽어들이는) 위치를 설정하기 위한 정보를 가지는 객체

• size_t : 부호 없는 정수

위 글의 모든 자료들은 다음 사이트에서 번역한 내용입니다.