C++ 파일 입출력: 파일 읽기와 쓰기

1. 파일 입출력 기본 개념

C++에서 파일 입출력을 수행하기 위해 아래 클래스들을 사용합니다:

• ifstream: 입력 파일 스트림으로, 파일에서 데이터를 읽어오는 데 사용됩니다.
• ofstream: 출력 파일 스트림으로, 데이터를 파일에 기록하는 데 사용됩니다.
• fstream: 양방향 스트림으로, 읽기와 쓰기가 모두 가능합니다.

이 클래스들은 <fstream> 헤더 파일에 정의되어 있으며, 사용하기 위해서는 반드시 해당 헤더를 포함해야 합니다.

#include <iostream>
#include <fstream> // 파일 입출력을 위한 헤더 파일

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2. 파일 쓰기: ofstream

기본 예제

아래는 텍스트 파일에 데이터를 쓰는 간단한 예제입니다:

#include <iostream>
#include <fstream>

int main() {
    std::ofstream outFile("example.txt"); // 출력 파일 생성

    if (outFile.is_open()) { // 파일 열기 성공 여부 확인
        outFile << "안녕하세요, C++의 파일 입출력입니다!" << std::endl;
        outFile << "파일 입출력이 성공적으로 완료되었습니다." << std::endl;
        outFile.close(); // 파일 닫기
    } else {
        std::cerr << "파일을 열 수 없습니다!" << std::endl;
    }

    return 0;
}

주요 포인트

• is_open(): 파일 열기 성공 여부를 확인합니다.
• outFile << ...: 파일에 데이터를 씁니다.
• close(): 파일 작업 후 반드시 닫습니다.

추가 팁

• 파일 이름을 사용자 입력으로 받아 동적으로 지정할 수 있습니다.
• 여러 줄 데이터를 반복적으로 쓰기 위해 루프를 활용할 수 있습니다.

std::string fileName;
std::cout << "출력할 파일 이름을 입력하세요: ";
std::cin >> fileName;
std::ofstream outFile(fileName);

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3. 파일 읽기: ifstream

기본 예제

다음은 텍스트 파일에서 데이터를 읽어오는 예제입니다:

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <string>

int main() {
    std::ifstream inFile("example.txt"); // 입력 파일 열기

    if (inFile.is_open()) {
        std::string line;

        while (getline(inFile, line)) { // 한 줄씩 읽기
            std::cout << line << std::endl; // 읽은 내용을 콘솔에 출력
        }

        inFile.close(); // 파일 닫기
    } else {
        std::cerr << "파일을 열 수 없습니다!" << std::endl;
    }

    return 0;
}

주요 포인트

• getline(): 파일에서 한 줄씩 데이터를 읽어옵니다.
• std::cout: 읽은 데이터를 출력합니다.

활용 예제

특정 단어가 포함된 줄만 출력하려면 std::string의 find 메서드를 사용할 수 있습니다:

if (line.find("C++") != std::string::npos) {
    std::cout << line << std::endl;
}

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4. 파일 스트림 모드 설정

주요 모드

파일 스트림은 다양한 모드로 열 수 있습니다:

• std::ios::app: 기존 파일 끝에 데이터를 추가합니다.
• std::ios::binary: 바이너리 모드로 파일을 엽니다.
• std::ios::in: 읽기 전용으로 파일을 엽니다.
• std::ios::out: 쓰기 전용으로 파일을 엽니다.
• std::ios::trunc: 기존 내용을 삭제하고 새로 작성합니다.

바이너리 파일 열기 예제

#include <fstream>

std::ofstream outFile("example.bin", std::ios::binary | std::ios::app);

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5. 에러 처리

파일 작업 시 에러 처리는 매우 중요합니다. 아래는 유용한 에러 처리 방법들입니다:

파일 열기 실패 확인

if (!inFile.is_open()) {
    std::cerr << "파일을 열 수 없습니다!" << std::endl;
}

빈 파일 확인

if (inFile.peek() == std::ifstream::traits_type::eof()) {
    std::cerr << "파일이 비어 있습니다!" << std::endl;
}

파일 존재 여부 확인 (C++17 이상)

#include <filesystem>
if (!std::filesystem::exists("example.txt")) {
    std::cerr << "파일이 존재하지 않습니다!" << std::endl;
}

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6. 다양한 데이터 타입 다루기

정수와 실수 쓰기

#include <fstream>

int main() {
    std::ofstream outFile("data.txt");

    if (outFile.is_open()) {
        int age = 30;
        double height = 175.5;

        outFile << age << std::endl;
        outFile << height << std::endl;

        outFile.close();
    }

    return 0;
}

사용자 정의 객체 다루기

#include <iostream>
#include <fstream>

struct Person {
    std::string name;
    int age;
};

int main() {
    std::ofstream outFile("person.txt");

    if (outFile.is_open()) {
        Person p = {"홍길동", 25};

        outFile << p.name << "," << p.age << std::endl;

        outFile.close();
    }

    return 0;
}

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7. 실습 문제

문제 1: 여러 줄의 문자열 저장

사용자로부터 여러 줄의 문자열을 입력받아 텍스트 파일에 저장하는 프로그램을 작성하세요.

문제 2: CSV 파일 데이터 읽기

CSV 형식의 데이터를 포함하는 파일에서 각 항목을 추출하여 출력하는 프로그램을 만들어 보세요.

#include <iostream>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <vector>

int main() {
    std::ifstream inFile("data.csv");

    if (inFile.is_open()) {
        std::string line;

        while (getline(inFile, line)) {
            std::stringstream ss(line);
            std::string item;
            std::vector<std::string> row;

            while (getline(ss, item, ',')) {
                row.push_back(item);
            }

            for (const auto& val : row) {
                std::cout << val << " ";
            }
            std::cout << std::endl;
        }

        inFile.close();
    } else {
        std::cerr << "파일을 열 수 없습니다!" << std::endl;
    }

    return 0;
}

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8. 고급 파일 입출력 기술

바이너리 파일 쓰기

#include <iostream>
#include <fstream>

struct Data {
    int id;
    double value;
};

int main() {
    std::ofstream outFile("binary.dat", std::ios::binary);

    if (outFile.is_open()) {
        Data d = {1, 123.45};
        outFile.write(reinterpret_cast<const char*>(&d), sizeof(Data));
        outFile.close();
    } else {
        std::cerr << "파일을 열 수 없습니다!" << std::endl;
    }

    return 0;
}

바이너리 파일 읽기

#include <iostream>
#include <fstream>

struct Data {
    int id;
    double value;
};

int main() {
    std::ifstream inFile("binary.dat", std::ios::binary);

    if (inFile.is_open()) {
        Data d;
        inFile.read(reinterpret_cast<char*>(&d), sizeof(Data));

        std::cout << "ID: " << d.id << ", Value: " << d.value << std::endl;
        inFile.close();
    } else {
        std::cerr << "파일을 열 수 없습니다!" << std::endl;
    }

    return 0;
}

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결론

C++에서의 파일 입출력은 외부 데이터와 상호작용하는 데 매우 유용한 도구입니다. 기본 파일 스트림 사용법에서부터 고급 기술까지 다양한 기능을 이해하고 활용하면, 프로그램이 더 많은 정보를 저장하고 관리할 수 있습니다. 위의 예제와 실습 문제를 통해 파일 입출력을 직접 경험하고 숙달해 보세요. 이는 고급 프로그램 개발의 중요한 기반이 됩니다.