C언어 파일 처리 함수

김지원·2023년 3월 5일

C언어(독학사)

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파일 입출력

파일 입출력이란

: 키브도와 모니터를 통한 데이터 입출력이 아니라 외부기억장치(디스크)에 저장되어 있는 파일을 데이터를 입력하거나 출력하는 기능을 의미

파일 입력 : 특정 위치에 저장된 파일로부터 데이터를 읽어 메모리 공간으로 가져오는 작업

파일 출력 : 메모리에 있는 데이터를 디스크상의 파일에 저장하는 작업

1) 스트림(stream)

c에 입출력이 수행되는 모든 데이터들의 흐름은 byte단위로 이루어진다.
입력과 출력이란 것은 프로그램과 하드웨어장치 사이를 데이터들이 오고가는 것을 의미하는데 이러한 논리적인 통로를 스트림이라고 한다.

2) 표준입출력 스트림(stream) 종류

프로그래머가 별도로 생성하지 않아도 자동으로 생성되는 스트림 : 표준입출력 스트림(standard input output stream)
stdin(표준 입력 스트림) : 키보드로부터 데이터를 입력받기 위한 입력 스트림
stdout(표준 출력 스트림) : 모니터(터미널)로 데이터를 출력하기 위한 스트림 / 에러가 없는 출력
stderr(표준 에러 스트림) : 모니터(터미널)로 데이터를 출력하기 위한 스트림 / 에러가 있는 출력

파일 종류

프로그램 작성 시 키보드로부터 입력받은 데이터와 모니터로 출력한 결과는 프로그램 종료 혹은 전원이 꺼지면 메모리에서 삭제됨으로 영구적으로 사용할 수 없다.
데이터의 영구적 보관이 필요할 때 파일을 생성시켜 보관한다.

1) 순차 파일
: 파일의 처음부터 시작해서 데이터를 차례로 읽거나 기록하는 파일.

랜덤 파일에 비해 기억공간은 절약되지만 데이터 검색 시 순차적으로 검색하므로 검색시간이 오래 걸린다.

2) 랜덤 파일
: 파일의 임의 위치에서 데이터를 읽거나 기록할 수 있는 파일

데이터 저장되어 있거나 기록할 수 있는 위치로 바로 이동이 가능하므로 검색시간은 빠르지만 자료가 랜덤하게 저장되어 있다보니 메모리의 효용성이 떨어진다.

파일 포인터를 이용한 파일 입출력

파일 입출력의 수행과정

디스크에 저장되어 있는 파일에 데이터 입출력하기 위해서는 기본적으로 파일을 열어서 데이터를 읽거나 쓰는 작업을 수행한 후 열려진 파일을 닫는다.

파일을 대상으로 하는 작업은 파일 포인터에 의해 이루어지므로 먼저 파일 포인터 변수를 선언해야한다.
파일 파일 포인터 이름;
FILE *f_p;

1) 파일 열기 fopen()
: 파일 입출력을 위한 파일 여는 함수

파일 Open을 먼저 요청하지 않으면 해당 파일을 참조할 수 없다.
파일 포인터명 open함수 파일명 파일모드
f_p = fopen (memo.txt, "r");
↑ 파일의 시작주소를 갖는 파일 포인터
	  ↑ fopen() : 파일 포인터에 해당 파일의 시작주소값을 리턴해 주는 함수
      파일이 제대로 열리지 않을 떄는 NULL 값을 리턴.
      		            ↑ 모드 : 파일을 통해 처리하고자 하는 작업 종류에 따라 권한 지정.
w : 기존 내용 삭제 후 파일을 씀.
a : 기존 내용 뒤에 덧붙여 씀.
if w/a 모드로 파일을 오픈했을 떄 파일이 없다면 열고자 하는 파일명을 가진 새로운 파일을 자동으로 생성해주지만
r 모드로 파일을 오픈했을 때 파일이 없다면 null 값을 반환한다.

r / w / a : 오픈 파일이 텍스트 파일임을 의미 / ASCII 문자로 구성된 원시 프로그램 파일 문자변환 필요.

rb / wb / ab : 오픈 파일 형태가 이진 파일임을 의미 / 원시 프로그램을 컴파일 하여 만들어져 문잔변환 불필요.

2) 파일 닫기 fclose()
: 작업이 완료된 파일을 닫는 함수

close 함수 (파일 포인터명)
fclose (fp);
↑ open되었던 file stream과 사용한 입출력 버퍼를 반납한다.
		↑ open된 파일의 시작주소를 가리키고 있는 포인터 변수

3) 입출력 수행 함수
: 파일을 입출력을 수행하기 위한 함수

4) feof() 함수
: 파일에 읽을 내용이 남아 있으면 0을 반환하고 읽을 내용이 없다면 0이외의 정수를 반환한다.

파일의 끝까지 읽어 들어야 할 떄 파일의 끝에 도달했는지 확인이 필요할 때 사용.

순차 파일 처리

레코드(: 파일 입출력 시 사용되는 논리적인 기본 단위)의 길이가 일정하지 않을 때 주로 사용한다.

레코드의 길이가 일정하지 않으면 레코드의 끝을 알려주기 위한 구분기호가 필요하다. CR/LF (Carreage Return / Line Feed) 을 사용하는데 "\n" 문자를 CR/LF 로 바꾸어 처리하게 된다.

순차 파일 생성

1) fputc()
: 한 문자, 즉 한 byte씩 파일에 기록하기 위한 함수

파일 포인트가 가르키는 대상 파일에 전달된 한 문자를 기록한다.
문자출력함수 문자/정수 파일포인트명;
fputc('A', fp);

2) fputs()
: 문자열을 파일 포인터가 가르키는 대상 파일에 저장하는 함수.

문자열 끝에 존재하는 NULL 문자 (\0)은 기록되지 않는다.
문자출력함수 문자열 파일포인트명;
fputs("String", fp);

3) fprintf()
: 출력 작업을 할 때 서식화 형식 기능을 지원하는 함수.

정수, 문자, 실수 등 복합적인 자료형으로 구성된 레코드 저장 시 유용하게 사용가능하다.

순차 파일 읽기

: 디스크에 저장되어 있는 순차 파일의 내용을 읽어 내는 함수.

파일 끝에 있는 EOF 를 만나면 파일 읽기를 종료한다.

1) fgetc()
: 파일로부터 한 문자(1 byte)씩 읽어 오는 함수.

파일 포인터가 가르키는 대상 파일에서 한 byte를 읽은 다음 int형으로 반환하고 오류가 발생하거나 끝을 만나면 EOF 값을 반환한다.
문자입력함수 파일포인트명
fgetc(fp);

2) fgets()
: 파일로부터 문자열 단위로 읽어 오는 함수.

fgets() 파일 포인터 fp가 가르키는 파일을 대상으로 문자열의 최대 길이(n)만큼 읽어온 문자열을 문자열 저장주소가 가르키는 메모리 공간에 읽어 들인다.

단, 읽는 중간 줄바꿈 문자(\n)을 만나거나 파일의 끝에 도달하면 수행을 멈춘다.

읽어들인 문자열 배열 str의 끝에는 NULL 문자(\0)이 자동으로 추가된다.

잘 읽어들였으면 해당 문자열이 저장된 공간에 대한 주소를 반환하고, 그렇지 않은 경우 NULL을 반환한다.
문자열입력함수 문자열저장주소 문자열의최대길이 파일 \포인트명
fgets( str, n, fp );

3) fscanf()
: 복합적인 자료로 구성된 파일을 읽을 때 유용한 함수

파일 읽기에 실패하거나 파일의 끝에 도달하면 EOF 반환한다.

순차 파일 레코드 추가

: a(append mode) 로 파일을 열고 값을 입력한다.
w(write mode) 로 지정한 경우는 기본 파일에 내용을 지우고 덮어쓰지만 append mode 는 기존 내용 뒤에 이어서 입력하게 되므로 추가 기능을 구현하게 된다.

랜덤 파일 처리

레코드의 길이가 일정하기 떄문에 구분할 필요가 없으므로 CR/LF 나 "\n" 의 변환작업이 필요 없어 이진 모드가 사용된다.

프로그래머는 레코드의 길이를 미리 알고 있고 모든 레코드의 길이가 일정한 점을 이용해 입출력을 수행한다.

랜덤 파일 생성

: fwrite() 함수를 이용해 데이터를 블록 단위로 기록한다.

블록은 byte단위로 이루어진 데이터의 집합을 의미하는데 일정한 크기를 가진 블록 단위의 데이터를 한번에 기록하기 용이하다.
함수 데이터시작주소 데이터크기 데이터개수 파일포인트명
fwrite( &str, sizeof(int), 3, fp );

랜덤 파일 읽기

: fread() 함수를 이용해 읽는다.

마지막까지 읽기에 성공하면 읽은 레코드 수를 리턴하고 실패하면 읽어야 하는 수보다 적은 수를 리턴한다.
함수 데이터시작주소 데이터크기 데이터개수 파일포인트명
fread( &str, sizeof(int), 3, fp );

랜덤 파일 위치 제어

: 랜덤 파일은 파일의 임이의 위치에서 시작할 수 있음으로 포인터의 위치를 옮기기 위한 함수가 필요하다.

1) fseek()
: 위치를 가르키는 포인터를 임의의 위치로 이동시키는 함수. 특정한 위치의 데이터 입출력을 가능하게 한다.

offset 을 통해 현재위치를 기준으로 앞이나 뒤로 이동하는 상대위치 개념.
이동함수 파일포인터 이동거리(offset) 기준위치모드
fseek( fp, 0, 0/1/2 );