C // 파일 입출력

프로그램 상에서 파일에 저장되어 있는 데이터를 참조하길 원할 때, 구현한 프로그램과 참조할 데이터가 저장되어 있는 파일 사이에 데이터가 이동할 수 있는 다리를 놓아야 한다.

이를 스트림이라고 한다.

스트림은 운영체제에 의해서 형성되는 소프트웨어적인 상태를 의미하는 것이다.

fopen

스트림을 형성할 때 호출하는 함수. 이 함수의 호출을 통해 프로그램 상에서 파일과의 스트림이 형성된다.

FILE * fopen(const char * filename, const char * mode);

- 성공 시 해당 파일의 FILE 구조체 변수의 주소 값, 실패 시 NULL 포인터 반환

첫 번째 인자 : 파일의 이름

두 번째 인자 : 형성할 스트림의 종류에 대한 정보

fopen 함수 호출 시 일어나는 일들

1. fopen 함수가 호출되면 FILE 구조체 변수가 생성된다.

2. 생성된 FILE 구조체 변수에는 파일에 대한 정보가 담긴다.

3. FILE 구조체의 포인터는 사실상 파일을 가리키는 '지시자' 역할을 한다.

입력스트림과 출력스트림

입력스트림 : 데이터를 파일로부터 읽어들이기 위한 스트림

출력 스트림 : 데이터를 파일에 쓰기 위한 출력 스트림

fopen 함수 호출방법

첫 번째 전달 인자 : 스트림을 형성할 파일의 이름

두 번째 전달 인자 : 형성하고자 하는 스트림의 종류

출력 스트림의 fopen 함수 호출

FILE * fp = fopen("data.txt", "wt");    // 출력 스트림의 형성

- 파일 data.txt와 스트림을 형성하되 wt모드로 스트림을 형성해라    // w (write), t ( text)

입력 스트림의 fopen 함수 호출

FILE * fp = fopen("data.txt", "rt");    // 출력 스트림의 형성

- 파일 data.txt와 스트림을 형성하되 rt모드로 스트림을 형성해라    // r (read), t ( text)

fopen 함수 호출 시 파일이 개방(오픈) 되었다 라고 표현하는 것이 일반적인 표현

ex)

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
 
int main()
{
    FILE * fp = fopen("/Users/gimtaehyeon/Desktop/test.txt","wt");
    
    if(fp == NULL)
    {
        printf("파일 오픈 실패");
        return -1;
    }
    
    fputc('A',fp);
    fputc('B',fp);
    fputc('C',fp);
    
    fclose(fp);
    
    return 0;
}
 

출력결과

6 행 : test.txt와의 출력 스트림을 형성하고 있다. ( 예제처럼 경로를 지정할 수 있다.)

11행 : 비정상적 종료를 의미하기 위해 -1을 반환

18행 : 스트림의 종료

이제 fp는 파일 test.txt를 지칭하는 포인터가 된다. 따라서 다음의 문장이 실행되면,

fputc('A', fp); 

fp가 지칭하는 파일 test.txt에 문자 A가 저장된다. 

스트림의 소멸을 요청하는 함수

fclose

int fclose(FILE * stream);

- 성공 시 0, 실패 시 EOF 반환

fclose를 써줘야 하는 이유!!

- 운영체제가 할당한 자원의 반환

 => 실제로 스트림을 형성하는 주체는 운영체제이다. 운영체제는 스트림의 형성을 위해 시스템의 자원(메모리)을 항당한다.  그런데 이 자원은 파일을 닫아주지 않은면 할당된 채로 남아있게 되어, 그만큼의 자원손실을 초래한다.

- 버퍼링 되었던 데이터의 출력

 => 파일 스트림의 경우에도 중간에 입출력 버퍼가 존재한다. 입출력 버퍼로 인해 성능의 향상을 도모하고 있다. 때문에 fputc와 같은 함수의 호출로 데이터를 파일로 전송한다고 해서 파일에 바로 저장되는게 아니라, 출력버퍼에 저장 후 운영체제가 정해놓은 버퍼링 방식에 따라 뒤늦게 파일에 저장이 된다.

만약 A와 B가 출력버퍼에 존재하는 상태에서 컴퓨터의 전원이 꺼졌다고 가정해보자. 이 때, 문자 A와 B는 파일에 저장되지 않는다. 하지만 fclose 함수의 호출을 통해 파일을 닫아주면 출력버퍼에 저장되어 있던 데이터가 파일로 이동하면서 출력버퍼는 비워지게 된다.

스트림을 종료하지 않고 버퍼만 비우고 싶을 때에는 fflush 함수를 호출하면 된다.

- 출력버퍼를 비운다는 것은 출력버퍼에 저장된 데이터를 목적지로 전송한다는 의미

- 입력버퍼를 비운다는 것은 입력버퍼에 저장된 데이터를 소멸시킨다는 의미

- fflush 함수는 출력버퍼를 비우는 함수

- fflush 함수는 입력버퍼를 대상으로 호출 불가능

int main()

{

FILE * fp = fopen("data.txt", "wt");    // 출력 스트림 생성

. . . .

fflush(fp);    // 출력버퍼를 비워라

}

파일 스트림의 입력버퍼를 비우는 함수는 필요가 없다. 파일에 저장된 데이터는 원할 때 언제든지 읽을 수 있을 뿐만 아니라, 파일 대상의 입력버퍼를 비워야만 하는 상황이 존재하지 않는다. 

ex)파일로부터 데이터 읽기

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
 
int main()
{
    int ch;
    int i;
    FILE * fp = fopen("/Users/gimtaehyeon/Desktop/test.txt","rt");
    
    if(fp == NULL)
    {
        printf("파일 오픈 실패");
        return -1;
    }
    
    for(i=0;i<3;i++)
    {
        ch=fgetc(fp);
        printf("%c \n", ch);
    }
    fclose(fp);
    
    return 0;
}