[C / C++] C++ 스타일 파일 입출력

ofstream과 ifstream

• 입출력 스트림으로 파일 입출력도 처리할 수 있다.
• C언어와 마찬가지로 파일이나 콘솔이나 스트림이라는 측면에서는 동일하기 때문에 비슷한 방법으로 처리할 수 있다.
  • 다만, C는 함수에 스트림을 참조해서 사용하는 방면, C++은 스트림 객체 자체에서 처리한다.
  • C 스타일 파일 입출력
• 파일 입출력에 사용되는 클래스는 ofstream과 ifstream이다.
  • ofstream과 ifstream 클래스는 char 타입을 대상으로 하는 파일 입출력 클래스
  • wifstream과 wofstream 클래스는 wchar_t 타입을 대상으로 하는 파일 입출력 클래스
  • 이 클래스들은 fstream 헤더 파일에 선언되어  있다.

 

 

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파일 열기 및 닫기

• ofstream 객체 file을 선언하고 open 함수로 출력하려는 파일을 연다.
• open 함수를 호출할 때 열 파일의 경로를 지정하는데 상대 경로를 사용했다(절대 경로도 가능).
• open 함수는 파일이 없으면 새로 생성하고, 이미 존재하는 경우에는 덮어쓴다.
• 객체를 선언하고, open 함수로 파일을 여는 두 과정을 생성자에 경로를 전달하면 한 번에 처리할 수 있다.
  • std::ofstream file(”Test.txt”);

#include <iostream>
#include <fstream>

int main()
{
	std::ofstream file;
	file.open("Test.txt");

	std::ofstream file2("Test2.txt");

	file.close();
	file2.close();
}

 

• ifstream으로 파일을 읽을 때 파일이 없는 경우, 데이터를 읽으려고 시도하면 오류가 발생한다.
• 이를 위해 is_open 함수를 사용해 파일이 제대로 열렸는지 확인할 수 있다.

#include <iostream>
#include <fstream>

int main()
{
	std::ifstream file("Test.txt");
	if (file.is_open())
	{
		std::cout << "파일 열기 성공\n";
	}
	else
	{
		std::cout << "파일 열기 실패\n";
	}
}

 

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모드

• 파일을 열 때 사용하는 open 함수는 mode를 지정할 수 있도록 설계되어 있다.
• 입출력의 기본 모드가 다르게 설정되어 있는데 입력용은 읽기만 가능하고, 출력용은 쓰기만 가능하도록 기본 값이 설정되어 있다.
• open 함수에 지정된 기본 값을 사용하지 않고, 다른 모드를 사용하려는 경우에는 두 번째 파라미터에 원하는 모드를 전달하면 된다.
• 예를 들어, 입출력을 모두 지정하고 싶으면 in, out 모드를 모두 지정하면 된다.

std::ifstream file("Test.txt", std::ios_base::out);
std::ofstream file("Test.txt", std::ios_base::in);

 

모드	설명
ios_base::in	입력용으로 파일을 연다.
ios_base::out	출력용으로 파일을 연다.
ios_base::app	파일 끝에 데이터를 추가하는 모드로 파일을 연다. 데이터를 추가하는 것만 가능하다.
ios_base::ate	파일을 열자마자 FP를 파일의 끝 위치로 이동시킨다. FP를 임의의 위치로 이동 시킬 수 있다.
ios_base::trunc	파일이 이미 존재하는 경우, 데이터를 모두 지워 크기를 0으로 만든다.
ios_base::binary	텍스트 모드가 아닌, 바이너리 파일 모드로 연다.

 

 

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파일 입출력

파일 출력

• 파일에 데이터를 출력할 때는 << 연산자를 사용하는데, 콘솔에서와 마찬가지로 기본 타입에 대해 출력이 가능하며, 예제에서 사용한 것과 같이 연쇄적으로 출력을 처리할 수 있다.
• 파일 사용을 완료했으면 close 함수를 통해 파일을 닫는다.

#include <iostream>
#include <fstream>

int main()
{
	std::ofstream file;
	file.open("Test.txt");
	file << "String " << 123456 << " " << 3.141592 << "\n";
	file.close();
}

 

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파일 입력

• 파일 입력을 위해 ifstream 객체를 선언하면서 파일 경로 값을 전달했다. 이렇게 하면 객체 선언 및 open 함수 호출 과정을 줄일 수 있다.
• file로부터 데이터를 읽을 때는 >> 연산자를 사용한다.
• 파일 사용을 완료했으면 close 함수를 통해 파일을 닫는다.

#include <iostream>
#include <fstream>

int main()
{
	std::ifstream file("Test.txt");
	char stringData[256];
	int intData;
	float floatData;

	file >> stringData >> intData >> floatData;
	std::cout << stringData << " " << intData << " " << floatData << "\n";
	file.close();
}

 

• ifstream으로 파일을 읽을 때 파일이 없는 경우, 데이터를 읽으려고 시도하면 오류가 발생한다.
• 이를 위해 is_open 함수를 사용해 파일이 제대로 열렸는지 확인할 수 있다.

#include <iostream>
#include <fstream>

int main()
{
	std::ifstream file("Test.txt");
	if (file.is_open())
	{
		std::cout << "파일 열기 성공\n";
	}
	else
	{
		std::cout << "파일 열기 실패\n";
	}
}

 

 

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파일의 임의 접근

임의 접근

• FP를 임의의 위치로 이동시킬 때는 다음의 두 함수를 사용할 수 있다.
• 입력용, 출력용 FP를 따로 유지하기 때문에 함수가 2개로 나뉘어 있다.
• 첫 번째 파라미터는 어느 위치로 이동할 것인지를 나타내고 두 번째 파라미터는 이동의 기준점을 나타낸다.
• 두 번째 파라미터
  • std::ios_base::beg: 파일의 시작 위치
  • std::ios_base::cur: 파일의 현재 위치
  • std::ios_base::end: 파일의 끝 위치
• FP를 지정하는 방식은 C의 fseek 함수와 거의 동일하다.

seekg(off_type off, ios_base::seek_dir way);    // 입력용 임의 접근 함수.
seekp(off_type off, ios_base::seek_dir way);    // 출력용 임의 접근 함수.

 

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파일의 현재 위치 반환

C의 ftell과 같은 기능을 하며 각각 입력용, 출력용 함수를 구분해 제공된다.

int ret = tellg();
int ret = tellp();

 

 

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파일 읽고 쓰기

파일을 읽고 쓸 때 read와 write 함수를 사용할 수 있다.

basic_istremm& read(char *stream, streamsize size);
basic_ostream& write(const char *stream, streamsize size);

 

파일 복사

• ifstream 객체를 선언하고, 읽을 파일 경로를 지정했다. 파일의 모드는 기본 값과 동일하지만 추가해 봤다.
• is_open 함수를 통해 파일이 제대로 열렸는 지를 확인한다.
• 이제 읽은 값을 그대로 복제하기 위해 ofstream 객체를 선언하고, 저장할 경로를 지정했다.
• ifstream.read 함수를 사용해 지정한 버퍼의 크기만큼 데이터를 읽고 ofstream.write 함수를 사용해 읽어 들인 버퍼를 파일에 기록한다. 이때 파일로부터 읽어 들인 길이를 확인하기 위해 gcount 함수를 사용했다.
• 파일 입출력을 완료했으면 close 함수를 사용해 파일을 닫는다.
• 파일 액세스 함수들은 항상 파일의 현재 위치(FP)를 참조해 읽는데, 읽고 쓴 후에 FP를 뒤로 이동시키기 때문에 순차적으로 파일에 접근해 작업을 처리할 수 있다.

#include <iostream>
#include <fstream>

int main()
{
	std::ifstream source("Test.txt");
	if (!source.is_open())
	{
		std::cout << "파일이 없습니다.\n";
		return 0;
	}

	std::ofstream destination("Test_Copied.txt");
	char buffer[256];
	int readSize;

	while (true)
	{
		source.read(buffer, 256);
		readSize = source.gcount();
		if (readSize == 0)
		{
			break;
		}

		destination.write(buffer, readSize);
	}

	source.close();
	destination.close();
}

 

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파일 읽고 출력하기 예제

다음과 같은 스테이지 데이터를 파일로 갖고 있다.

이를 파일 입출력을 통해 출력해 보자.

 

#include <iostream>
#include <fstream>

int main()
{
	std::ifstream mapFile("Stage_01.txt");

	// 예외 처리
	if (!mapFile.is_open())
	{
		__debugbreak();
		return 0;
	}

	mapFile.seekg(0, std::ios_base::end);	// FP를 파일의 끝으로 이동
	int fileSize = mapFile.tellg();			// FP의 위치를 읽음 (파일의 크기)
	mapFile.seekg(std::ios_base::beg);		// FP를 다시 파일의 처음으로 돌림

	char* buffer = new char[fileSize + 1];	// 파일의 크기만큼 버퍼 할당
	memset(buffer, 0, fileSize + 1);

	// read 함수를 사용해 파일의 모든 문자를 버퍼에 저장 
	mapFile.read(buffer, fileSize);

	// gcount 함수를 사용해 파일로부터 읽어 들인 길이를 저장
	int readSize = mapFile.gcount();

	// 현재 위치
	int index = 0;

	int posX = 0; // 열
	int posY = 0; // 행

	// 문자 배열 순회
	while (index < readSize)
	{
		// 맵 문자 확인
		char mapCharacter = buffer[index++];

		// 개행 문자 처리
		if (mapCharacter == '\n')
		{
			// 다음 줄로 넘기면서, x 좌표 초기화
			posX = 0;
			++posY;
			std::cout << "\n";
			continue;
		}

		// 문자 출력 및 x좌표 증가 처리
		std::cout << mapCharacter;
		posX++;
	}

	// 리소스 정리
	delete[] buffer;
	mapFile.close();
}