고수준 입출력 함수들은 스트림을 대상으로 입출력을 수행한다. 스트림이란 파일뿐만 아니라 키보드나 모니터처럼 바이트를 연속적으로 입출력하는 물리적인 장치까지를 포괄하는 개념이므로 고수준 입출력 함수로 이런 장치들을 다룰 수 있다. 키보드나 화면을 스트림으로 관리하고자 할 때는 미리 정의되어 있는 표준 스트림을 사용한다.
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이름 |
설명 |
버퍼 |
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stdin |
표준 입력 |
사용 |
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stdout |
표준 출력 |
미사용 |
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stderr |
표준 에러 |
미사용 |
FILE *를 인수로 요구하는 함수에 표준 스트림을 대신 사용할 수 있으며 이 스트림들은 미리 정의되어 있기 때문에 별도로 오픈할 필요없이 바로 사용할 수 있다. 항상 열려 있으므로 다 사용한 후에 닫을 필요도 없다. 표준 스트림을 사용하는 간단한 예제를 만들어 보자.
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예 제 : PredefinedStream |
#include <Turboc.h>
void main()
{
char buf[256];
fputs("문자열을 입력해 보시오 : ",stdout);
fgets(buf,256,stdin);
fputs(buf,stderr);
}
fputs 함수는 스트림으로 문자열을 출력하는 함수인데 fopen으로 연 FILE 포인터 대신 표준 출력 스트림인 stdout을 주면 이 문자열이 화면으로 출력된다. 화면이 마치 파일인 것처럼 문자열이 출력되는 것이다. fgets함수의 마지막 인수로 stdin을 주면 키보드에서 문자열을 입력받아 buf에 채우는데 이 함수는 scanf나 gets와는 달리 버퍼의 길이를 지정할 수 있어 사용자가 버퍼 길이 이상을 입력하더라도 배열 범위를 넘어서지 않도록 한다.
stderr는 표준 출력 스트림인 stdout과 마찬가지로 화면을 가리키며 주로 에러 메시지를 출력하기 위해 사용한다. 디폴트는 화면으로 되어 있지만 프린터나 파일로 재지향(Redirection)할 경우 에러 메시지를 별도의 장치로 보낼 수 있다. 통합 개발 환경이 일반화되기 전의 싱글 태스킹 환경에서 디버깅 목적으로 이 스트림을 사용했었으나 요즘은 그럴 필요가 거의 없어졌다.
표준 스트림 중에 stdin은 버퍼를 사용하기 때문에 stdin으로부터 입력을 받는 함수들은 키보드로부터 직접 입력을 받지 않고 버퍼에 입력되어 있는 값을 꺼내온다. 그러다 보니 미리 입력해 놓은 텍스트가 다음 번 입력 함수가 호출될 때 읽혀지는 경우가 종종 있다. 다음 예제를 실행해 보자.
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예 제 : fflush |
#include <Turboc.h>
void main()
{
char buf[256];
for (;;) {
printf("문자열을 입력하시오(끝낼 때 0) : ");
scanf("%s",buf);
if (strcmp(buf,"0") == 0) {
break;
}
//fflush(stdin);
printf("입력한 문자열은 \"%s\"입니다.\n",buf);
}
}
scanf로 문자열을 입력받아 그대로 화면으로 출력하기를 계속 반복하는 간단한 동작을 한다. aaa 입력, bbb 입력, ccc 입력을 각각 따로하면 아무 문제가 없지만 aaa bbb ccc를 한꺼번에 입력하면 이상 동작을 한다. aaa를 출력한 후 입력을 대기하지 않고 연이어 bbb, ccc가 출력되어 버린다. 왜냐하면 scanf 함수는 문자열을 입력받을 때 공백으로 구분된 단어까지만 입력받고 나머지는 버퍼에 그대로 남겨 두며 다음 번에 버퍼에 남아 있는 값을 읽어오기 때문이다.
실시간으로 입력을 받아야 하는 프로그램의 경우 버퍼에 아직 읽지 않은 문자가 남아 있다면 입력 대기를 하지 않을 뿐만 아니라 버퍼의 문자를 바로 읽어 버리는 문제가 있다. 이 때는 다음 함수로 입력 버퍼에 남아 있는 불필요한 텍스트를 지운 후 다시 입력을 받아야 한다.
int fflush(FILE *stream);
버퍼는 원래 운영체제가 관리하는 것이며 적당한 시간이 되면, 예를 들어 버퍼가 가득 차거나 스트림을 닫을 때 또는 한가할 때 백그라운드에서 비동기적으로 비워진다. 그래서 응용 프로그램은 버퍼 관리에 대해서는 신경쓰지 않아도 된다. 그러나 당장 사용해야 할 데이터라면 버퍼가 비워질 때까지 기다릴 수 없으며 즉시 버퍼를 비워야 하는데 이때 fflush 함수를 사용한다.
플러쉬란 버퍼에 남아 있는 데이터를 비운다는 뜻인데 출력용일 경우 출력 스트림으로 완전히 보내고 입력용일 경우는 버퍼에 남아 있는 데이터를 삭제한다. 출력 대기중인 데이터를 즉시 버퍼로 보내거나 입력 버퍼에 남아 있는 불필요한 텍스트를 지울 때는 fflush 함수로 버퍼를 비우면 된다. fflush(stdin)명령으로 입력 버퍼를 비운 후 scanf를 호출하면 scanf는 항상 새로 입력을 받을 것이다.
다음 예제와 같은 상황에서도 fflush 함수가 필요하다. scanf 함수는 정수를 입력받을 때 Enter를 버퍼에 남겨두는 특성이 있다. 그래서 정수 입력 후 문자를 곧바로 입력받으면 버퍼에 남아 있는 Enter가 문자로 읽혀진다.
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예 제 : scanbuf |
#include <Turboc.h>
void main()
{
int i;
char ch;
scanf("%d",&i);
scanf("%c",&ch);
printf("i=%d, ch=%c\n",i,ch);
}
12와 a를 입력한다고 했을 때 Enter키로 두 값을 구분하면 a를 입력하기도 전에 정수 입력 완료를 위해 누른 Enter가 문자로 읽혀져 버린다. 문제를 해결하려면 scanf("%c",&ch);를 호출하여 버퍼에 남아 있는 Enter를 먼저 읽어서 버리고 scanf("%c",&ch); 명령을 다시 실행하여 새로 입력받아야 한다. 아니면 fflush(stdin) 명령을 사용할 수도 있다. 문자열을 입력받을 때도 마찬가지로 문자열 끝의 Enter코드를 버퍼에 그대로 남겨둔다. 이에 비해 gets는 문자열 입력을 완료하면서 버퍼의 Enter를 지우는 특성이 있다.
과거에는 이런 입력 함수들의 동작 방식을 잘 구분하고 또 문제가 생겼을 때 정확하게 해결하는 것이 대단히 중요했었다. 그래서 입출력 함수들의 버퍼 사용 여부와 에러 처리 방식, 환경에 따라 달라지는 동작 방식 등에 대한 것들을 열심히 외웠었고 문법서마다 이런 내용을 강조했다. 그러나 윈도우즈 환경에서는 이 함수들의 실용성이 떨어지므로 이런 것 까지 상세하게 연구할 필요가 없어졌다.