C 파일 입출력

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프로그래밍 언어 C파일 입출력을 위한 많은 표준 라이브러리 기능들을 제공한다. 이 기능들은 대부분 C 표준 라이브러리 헤더 파일 <stdio.h>로부터 구성된다.[1] 이 기능들은 1970년대 초반 벨 연구소의 마이크 레스크가 작성한 "휴대용 입출력 패키지"에서 왔으며,[2] 유닉스 버전 7에서 정식으로 운영체제의 한 부분이 되었다.[3]

C의 입출력 기능은 현대의 표준의 기준으로 하면 상당이 낮은 수준이다. C는 입력 스트림이나 출력 스트림과 같은 파일에 대한 모든 작업들을 바이트 단위의 흐름으로 추상화한다. 과거의 다른 프로그래밍 언어와는 달리 C는 데이터 파일에 임의 액세스를 하는 기능을 제공하지 않고 대신, 파일 매체 저장소를 읽기 위해 프로그래머가 스트림을 생성해줘야 한다. 파일 매체를 찾고, 스트림에서 바이트 단위로 연속으로 읽는다.

파일 입출력의 스트림 모델은 C 프로그래밍 언어가 개발되었을 때 같이 개발되던 유닉스를 통해 대중화되었다. 수많은 현대 운영체제는 유닉스로부터 스트림을 물려받았으며, C 프로그래밍 언어군의 많은 언어들도 C의 파일 입출력 인터페이스를 약간의 수정을 거쳐 물려받았다. (예시 - PHP).

개요[편집]

기능[편집]

C 파일 입출력 기능의 대부분은 C 표준 라이브러리 헤더 파일<stdio.h> 에 정의되어 있다. (C++의 경우 표준 C 기능을 포함한 헤더 cstdio에 있으며 std 이름공간을 포함해야 함.)

바이트 문자 확장 문자 설명
파일 접근 fopen 파일 열기(윈도우에선 비-유니코드 파일 이름, 유닉에서는 UTF-8 파일 이름)
freopen 존재하는 스트림으로 다른 파일 열기
fflush 대응되는 파일로 출력 스트림 동기화하기
fclose 파일 닫기
setbuf 파일 스트림에 버퍼 장착시키기
setvbuf 파일 스트림 크기에 맞게 버퍼 장착
fwide 전각 문자와 반각 문자간 파일 스트림 교환
직접 입출력 fread 파일 읽기
fwrite 파일 쓰기
언포멧 입출력 fgetc
getc
fgetwc
getwc
파일 스트림으로 부터 바이트/wchar_t 읽기
fgets fgetws 파일 스트림으로 부터 바이트/wchar_t 라인 읽기
fputc
putc
fputwc
putwc
파일 스트림에 바이트/wchar_t 쓰기
fputs fputws 파일 스트림에 바이트/wchar_t 문자열 입력
getchar getwchar 표준 입력으로 부터 바이트/wchar_t 입력
gets 빈칸 새 줄이 나오거나 파일 끝까지 갈때 까지 표준 입력으로 부터 바이트 문자열 읽기 (deprecated in C99, C11에서 삭제)
putchar putwchar 표준 출력으로 바이트/wchar_t 입력
puts 빈칸 표준 출력으로 바이트 문자열 입력
ungetc ungetwc 파일 스트림에 바이트/wchar_t 제자리에 돌려놓기
포멧 입출력 scanf
fscanf
sscanf
wscanf
fwscanf
swscanf
파일 스트림이나 버퍼의 표준 입력으로 부터 형식화된 바이트/wchar_t 입력 읽기
vscanf
vfscanf
vsscanf
vwscanf
vfwscanf
vswscanf
가변 인자 목록을 쓰는 파일 스트림이나 버퍼의 표준 입력으로 부터 형식화된 입력 바이트/wchar_t 읽기
printf
fprintf
sprintf
snprintf
wprintf
fwprintf
swprintf
파일 스트림이나 버퍼의 표준 출력으로 형식화된 바이트/wchar_t 출력을 출력하기
vprintf
vfprintf
vsprintf
vsnprintf
vwprintf
vfwprintf
vswprintf
가변 인자 목록을 쓰는 파일 스트림이나 버퍼의 표준 출력으로 형식화된 바이트/wchar_t 출력을 출력
perror 빈칸 표준 에러에 현재 에러 설명 쓰기
파일 위치 조정 ftell
ftello
현재 파일 포인터 되돌려주기
fseek
fseeko
파일의 특정 위치로 파일 포인터 이동
fgetpos 파일 포인터 얻기
fsetpos 파일의 특정 위치로 파일 포인터 이동
rewind 파일 포인터를 파일의 첫 시작 부분으로 이동
에러 조작 clearerr 에러 삭제
feof 파일의 끝 체크
ferror 파일 에러 체크
파일 조작 명령 remove 파일 삭제
rename 파일 이름 수정
tmpfile 임시 파일로 포인터 되돌리기
tmpnam 특수 파일 이름 되돌려주기

상수[편집]

stdio.h 헤더에 파일 입출력과 관련해 다음과 같은 상수들이 정의되어 있다.

이름 설명
EOF 파일의 끝의 상태를 나타내는 int 타입의 음수의 정수
BUFSIZ setbuf() 함수에 의해 사용되는 버퍼의 크기를 나타내는 정수
FILENAME_MAX 열릴 수 있는 모든 파일의 이름을 충분히 저장할 수 있을 정도로 큰 char 배열의 크기
FOPEN_MAX 동시에 열려있는 파일들의 갯수를 나타내며 최소 8로 표시됨
_IOFBF "input/output fully buffered"의 축약어. 열린 스트림에 블록 버퍼링된 입출력을 요청하는 setvbuf() 함수에 전달되는 정수
_IOLBF "input/output line buffered"의 축약어; 열린 스트림에 라인 버퍼링된 입출력을 요청하는 setvbuf() 함수에 전달되는 정수
_IONBF "input/output not buffered"의 축약어; 열린 스트림에 대해 버퍼링되지 않은 입출력을 요청하기 위한 setvbuf() 함수에 전달되는 정수
L_tmpnam tmpnam() 함수에 의해 생성된 임시 파일 이름을 저장할 수 있을 정도의 크기를 가진 char 배열의 크기
NULL 널 포인터 상수에 확장하는 매크로. 메모리 안의 객체의 유효한 주소가 아니도록 한 포인터 값을 나타낸 상수
SEEK_CUR 현재 파일 위치에 대해 위치 변경을 요청하는 fseek()에 전달되는 정수
SEEK_END 파일의 끝에 대해 위치 조정을 요청하기 위한 fseek() 함수에 전달되는 정수.
SEEK_SET 파일의 시작 위치를 기준으로 한 위치 지정을 요청하기 위한 fseek() 함수에 전달되는 정수.
TMP_MAX tmpnam() 기능에 의해 만들어 지는 특수 파일이름의 최대 길이. (최소 25자)

변수[편집]

stdio.h 헤더에 포함된 변수들로 다음과 같이 정의된 것들이 있다.

이름 설명
stdin 표준 입력 스트림으로 나타나는 파일에 대한 포인터. 키보드로 주로 쓰임.
stdout 표준 출력 스트림으로 나타나는 파일에 대한 포인터. 디스플레이 터미널로 주로 쓰임.
stderr 표준 에러 스트림으로 나타나는 파일에 대한 포인터. 디스플레이 터미널로 쓰임.

맴버 타입[편집]

stdio.h 헤더에 정의된 데이터 타입으로 다음과 같은 것들이 있다.

  • FILE – 파일 핸들이라고도 한다. 다음과 같은 입출력 명령을 수행을 필요로 하는 파일이나 텍스트 스트림에 관한 정보를 담은 오파크 타입이다.
    • 파일 식별자와 같은 입출력 장치와 연관련 플랫폼 특수 식별자.
    • 버퍼
    • 스트림 지향 식별자 (unset, 좁은, 혹은 넓게)
    • 상태 식별자를 버퍼링하는 스트림 (버퍼링되지 않음, 라인 버퍼링, 완전 버퍼림)
    • I/O 모드 식별자 (입력 스트림, 출력 스트림, 업데이트 스트림)
    • 바이너리/텍스트 모드 식별자
    • 파일의 끝 식별자
    • 에러 식별자
    • 현재 스트림 위치 및 멀티바이트 전환 상태 (fpos_t 타입의 객체)
    • 재귀 잠금 (C11 요구함)
  • fpos_t – 특별히 식별된 파일의 모든 바이트의 위치와 모든 지원되는 멀티바이트 문자 인코딩에 일어날 수 있는 모든 전환 상태를 담은 비배열 타입.

파일에서 모든 바이트의 위치를 고유하게 식별할 수 있는 비라이언트 유형, 모든 지원되는 멀티 부팅 문자 인코딩에서 발생할 수 있는 모든 변환 상태

확장[편집]

POSIX 표준은 메모리를 할당하는 readline 함수와, FILE 객체와 파일 식별자간 링크를 만드는 fileno, fdopen 함수와, 메모리 내 버퍼를 가리키는 FILE 객체를 생성하는 함수 그룹 등 stdio 기능들로 구성된 몇가지 확장 기능을 정의한다.[4]

예시[편집]

아래 C 프로그램은 'myfile'이라는 바이너리 파일을 열고 파일 안의 다섯 바이트를 읽고 파일을 닫는 과정을 거친다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
    char buffer[5] = {0};  /* 초기화 */
    int i;
    FILE *fp = fopen("myfile", "rb");

    if (fp == NULL) {
        perror("파일 열기 실패. \"myfile\"");
        return EXIT_FAILURE;
    }

    for (i = 0; i < 5; i++) {
        int rc = getc(fp);
        if (rc == EOF) {
            fputs("읽는 도중 에러 발생.\n", stderr);
            return EXIT_FAILURE;
        }
        buffer[i] = rc;
    }

    fclose(fp);

    printf("파일에는 다음과 같은 글자들이 있습니다. %x %x %x %x %x\n", buffer[0], buffer[1], buffer[2], buffer[3], buffer[4]);

    return EXIT_SUCCESS;
}

각주[편집]