11장 C++ 입출력 시스템

1. 스트림 : 데이터의 흐름, 혹은 데이터를 전송하는 소프트웨어 모듈

• 스트림의 양 끝에는 프로그램과 장치 연결, 보낸 순서대로 데이터 전달
• 입출력 기본 단위 : 바이트
• 종류
  • 입력 스트림 : 입력 장치, 네트워크, 파일로부터 데이터를 프로그램으로 전달하는 스트림
  • 출력 스트림 : 프로그램에서 출력되는 데이터를 출력 장치, 네트워크, 파일로 전달하는 스트림

2. C++ 입출력 스트림 버퍼
1) 키 입력 스트림의 버퍼 - 입력 장치로부터 입력된 데이터를 프로그램으로 전달하기 전에 일시 저장

• 키 입력 도중 수정 가능 : 백스페이스 키가 입력되면 이전에 입력된 키를 버퍼에서 지움
• 프로그램은 사용자의 키 입력이 끝난 시점에서 읽음
  • 엔터키 : 키 입력의 끝을 의미
  • 엔터키가 입력된 시점부터 키 입력 버퍼에서 프로그램이 읽기 시작

2) 스크린 출력 스트림 버퍼 - 프로그램에서 출력된 데이터를 출력 장치로 보내기 전에 일시 저장

• 버퍼가 꽉 차거나 강제 출력 명령 시에 출력 장치에 출력

3. C++ 표준은 스트림 입출력만 지원
스트림 입출력 방식(stream I/O) : 스트림 버퍼를 이용한 입출력 방식

• 입력된 키는 버퍼에 저장 - 엔터 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

4. 표준 입출력 스트림 객체
C++ 프로그램이 실행될 때 자동으로 생겨나는 스트림

• cin : istream 타입의 스트림 객체로서 키보드 장치와 연결
• cout : ostream 타입의 스트림 객체로서 스크린 장치와 연결
• cerr : ostream 타입의 스트림 객체로서 스크린 장치와 연결
  • 오류 메시지를 출력할 목적, 스트림 내부 버퍼 거치지 않고 출력
• clog : ostream 타입의 스트림 객체로서 스크린 장치와 연결
  • 오류 메시지를 출력할 목적, 스트림 내부에 버퍼 거쳐 출력

5. ostream 멤버 함수

• ostream& put(char ch) : ch의 문자를 스트림에 출력
• ostream& write(char* str, int n) : str 배열에 있는 n 개의 문자를 스트림에 출력
• ostream& flush() : 현재 스트림 버퍼에 있는 내용 강제 출력

6. istream 멤버 함수 - 문자 입력, get() 함수

• int get() : 입력 스트림에서 문자를 읽어 리턴. 오류나 EOF를 만나면 -1(EOF) 리턴
• istream& get(char& ch) : 입력 스트림에서 문자를 읽어 ch에 저장. 현재 입력 스트림 객체(*this)의 참조 리턴. 오류나 EOF를 만나면, 스트림 내부의 오류 플래그(failbit) 세팅

int ch;
while((ch = cin.get()) != EOF) { // EOF는 -1
	cout.put(ch); // 읽은 문자 출력
    if(ch == '\n')
    	break; // <Enter> 키가 입력되면 읽기 중단
}

char ch;
while(true) {
	cin.get(ch); // 입력된 키를 ch에 저장하여 리턴
    if(cin.eof()) break; // EOF를 만나면 읽기 종료
    cout.put(ch); // ch의 문자 출력
    if(ch == '\n')
    	break; // <Enter> 키가 입력되면 읽기 중단
}

7. 문자열 입력
istream& get(char* s, int n) : 입력 스트림으로부터 n-1 개의 문자를 읽어 배열 s에 저장하고 마지막에 '\0' 문자 삽입. 입력 도중 '\n'을 만나면 '\0'을 삽입하고 리턴
=> 입력 도중 키('\n')을 만날 때 - 읽기를 중단하고 리턴, 다시 get()으로 문자열 읽기를 시도하면 입력 스트림에 남은 '\n' 키를 읽게 되어 무한 루프에 빠짐 => cin.get()이나 cin.ignore(1);를 통해 문자 1개('\n')을 스트림에서 읽어 버려야 함

8. 한 줄 읽기

• istream& get(char* s, int n, char delim='\n') - '\n' 문자 버퍼에 남겨둠
• istream& getline(char* s, int n, char delim='\n') - get()과 동일, 하지만 delim에 지정된 구분 문자를 스트림에서 제거

9. 입력 문자 건너 띄기와 문자 개수 알아내기

• istream& ignore(int n=1, int delim=EOF) - 입력스트림에서 n개 문자 제거. 도중에 delim 문자를 만나면 delim문자를 제거하고 리턴
• int gcount() - 최근에 입력 스트림에서 읽은 바이트 수(문자의 개수) 리턴. 키도 개수에 포함

cin.ignore(10); // 입력 스트림에 입력된 문자 중 10개 제거
cin.ignore(10, ';'); // 입력 스트림에서 10개의 문자 제거. 제거 도중 ';'를 만나면 종료

10. 포맷 입출력 - 포맷 플래그, 포맷 함수, 조작자

• 포맷 플래그 : 입출력 스트림에서 입출력 형식을 지정하기 위한 플래그

플래그	값	의미
ios::skipwq	0x001	입력시 공백 문자(스페이스, 탭, 개행문자)를 무시
ios::unitbuf	0x002	출력 스트림에 들어오는 데이터를 버퍼링하지 않고 바로 출력
ios::uppercase	0x0004	16진수의 A~F. 지수 표현의 E를 대문자로 표현
ios::showbase	0x0008	16진수이면 0x를, 8진수이면 0을 숫자 앞에 붙여 출력
ios::showpoint	0x0010	실수 값에 대해, 정수 부분과 더불어 소수점 이하의 끝자리들을 0으로 출력
ios::showpos	0x0020	양수에 대해 + 기호 출력
ios::left	0x0040	필드를 왼쪽 맞춤(left-aling)형식으로 출력
ios::right	0x0080	필드를 오른쪽 맞춤(right-aling)형식으로 출력
ios::internal	0x0100	부호는 왼쪽 맞춤으로 숫자는 오른쪽 맞춤으로 출력
ios::dec	0x0200	10진수로 출력. 디폴트 설정
ios::oct	0x0400	8진수로 출력
ios::hex	0x0800	16진수로 출력
ios::scientific	0x1000	실수에 대해 과학 산술용 규칙에 따라 출력
ios::fixed	0x2000	실수에 대해 소수점 형태로 출력
ios::boolalpha	0x4000	설정되면, 논리값 true를 "true"로, false를 "false"로 출력하고, 설정되지 않으면, 정수 1과 0으로 출력

☑️포맷 플래그를 세팅하는 멤버 함수☑️
(1) long setf(long flags) : flags를 스트림의 포맷 플래그로 설정하고 이전 플래그를 리턴한다.
(2) long unsetf(long flags) : floags에 설정된 비트 값에 따라 스트림의 포맷 플래그를 해제하고 이전 플래그를 리턴
=> 포맷 플래그는 한 번 설정하면 해제할 때까지 유지

• 포맷 함수 활용
  (1) int width(int minwidth) : 출력되는 필드의 최소 너비를 minwidth로 설정하고 이전에 설정된 너비값 리턴
  (2) char fill(char cfill) : 필드의 빈칸을 cfill문자로 채우도록 지정하고 이전 문자 값 리턴
  (3) int precision(int np) : 출력되는 수의 유효숫자 자리수를 np개로 설정. 정수 부분과 소수점 이하의 수의 자리를 모두 포함하고 소수점(.)은 제외

• 조작자 - 조작자는 함수, 항상 << 나 >> 연산자와 함께 사용됨
  (1) 매개 변수 없는 조작자

조작자	I/O	용도
endl	O	스트림 버퍼를 모두 출력하고 다음 줄로 넘어감
oct	O	정수 필드를 8진수 기반으로 출력
dec	O	정수 필드를 10진수 기반으로 출력
hex	O	정수 필드를 16진수 기반으로 출력
left	O	왼쪽 맞춤으로 출력
right	O	오른쪽 맞춤으로 출력
fixed	O	실수 필드를 고정 소수점 방식으로 출력
scientific	O	실수 필드를 과학 산술용 방식으로 출력
flush	O	스트림 버퍼 강제 출력
showbase	O	16진수의 경우 0x로, 8진수의 경우 0을 앞에 붙여서 출력
noshowbase	O	showbase지정 취소
showpoint	O	실수 값에 대해, 정수 부분과 소수점 이하의 끝자리 이후 남은 공간을 0으로 출력
noshowpoint	O	showpoint 지정 취소
showpos	O	양수인 경우 + 부호를 붙여 출력
skipws	I	입력 스트림에서 공백 문자를 읽지않고 건너뜀
noskipws	I	skipws지정취소
boolalpha	O	불린 값이 출력될 때, "true"혹은 "false"문자열로 출력

(2) 매개 변수를 가진 조작자

조작자	I/O	용도
resetioflags(long flags)	IO	flags에 지정된 플래그들 해제
setbase(int base)	O	base를 출력할 수의 진수로 지정
setfill(char cFill)	I	필드를 출력하고 남은 공간에 cFIll문자로 채움
setioflags(long flags)	IO	flags를 스트림 입출력 플래그로 설정
setprecision(int np)	O	출력되는 수의 유효숫자 자리수를 np개로 설정. 소수점(.)은 별도의 카운트
setw(int minWidth)	O	필드의 최소 너비를 minWidth로 지정

11. 삽입 연산자(<<) - insertion operator, 삽입자라고도 부름 / ostream 클래스에서 중복 작성되어 있음

12. 사용자 삽입 연산자 만들기 => 클래스 private 멤버변수 사용한다면 friend 키워드 필수

ostream& operator << (ostream& stream, Point a) {
	stream << "(" << a.x << "," << a.y << ")";
    return stream;
}

13.추출 연산자(>>) - extraction operator / istream 클래스에서 중복 작성되어 있음

14. 사용자 추출 연산자 만들기 => 클래스 private 멤버 변수 사용한다면 friend 키워드 필수

istream& operator >> (istream& ins, Ponit &a) {
	cout << "x 좌표>>";
    ins >> a.x;
    cout << "y 좌표>>";
    ins >> a.y;
    return ins;
}