코딩테스트를 위한 자바 입출력(I/O) 정리

코딩테스트를 java로 준비하게 되면서, 가장 기본적인 자바의 입출력 개념에 대해서 정리해보고자 한다.

 

 

자바 입출력(IO)의 기본 개념

자바의 입출력은 ‘Stream’을 통해 이루어진다. (java8부터 도입) stream은 흐름이라는 뜻을 내포하고 있듯이 자바에서 stream은 일련의 데이터 흐름을 가리킨다.

이게 대체.. 무슨 말이냐하면 호수처럼 물이 고여있는 게 아닌, 물이 흐르듯 데이터가 저장되는 것이 아니라 흐름으로 처리된다는 것이다.

이를 이해하기 위해 collection과 stream을 비교해보자.

 

 

✅ 컬렉션 (Collection)

• List, Set, Map 같은 컬렉션은 데이터를 저장하는 공간(컨테이너)이다.

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
for (String name : names) {
    System.out.println(name.toUpperCase());  // 기존 리스트를 직접 순회하며 출력
}

• 예를 들어 List는 여러 개의 string 데이터를 저장하고, 직접 하나씩 가져와 데이터를 사용한다.
• 컬렉션은 컴퓨터 메모리를 점유한다. 삭제하기 전까지 메모리에 남아있다.

 

✅ 스트림 (Stream)

• Stream 은 데이터 저장 공간이 아니라 데이터가 지나가는 "파이프라인" 같은 개념이다.

List<String> names = Arrays.asList("Alice", "Bob", "Charlie");
names.stream()
     .map(String::toUpperCase)  // 데이터를 변환
     .forEach(System.out::println);  // 최종 연산을 통해 출력

• 컴퓨터 메모리를 영구적으로 점유하지 않고 연산 요청이 있을 때만 필요한 데이터를 메모리에 올린다.(일종의 Lazy Collection, 이론적으로는..)
• → 스트림은 한 번 사용하면 다시 사용할 수 없다.
• 기본적으로 FIFO 구조이며, 하나의 스트림으로 입력과 출력을 동시에 처리할 수 없다. 입출력을 동시에 수행하려면 입력 스트림과 출력 스트림이 필요하다.

 

 

자바 입출력

종류	IO 대상 기준	자료의 종류 기준	스트림의 기능 기준
FileInputStream	입력 스트림	바이트 단위	기반 스트림
FileReader	입력 스트림	문자 단위	기반 스트림
BufferedInputStream	입력 스트림	바이트 단위	보조 스트림
BufferedReader	입력 스트림	문자 단위	보조 스트림
FileOutputStream	출력 스트림	바이트 단위	기반 스트림
FileWriter	출력 스트림	문자 단위	기반 스트림
BufferedOutputStream	출력 스트림	바이트 단위	보조 스트림
BufferedWriter	출력 스트림	문자 단위	보조 스트림

문자 기반 스트림이란?
자바의 Char 형은 2 byte를 사용하는데, 바이트 단위는 입출력 단위가 1 byte이므로 문자를 처리하기 위해 등장한 스트림

 

보조 스트림이란?

기반 스트림은 대상에 직접 자료를 읽고 쓰는 기능의 스트림이라면, 보조 스트림은 실제 데이터를 주고 받지 않고, 데이터를 입출력하는 기능은 없다.

 

InputStream / OutputStream

• 하나의 값을 입력받고, 하나의 값을 출력한다.

 

InputStreamReader / OutputStreamWriter

• 2개 이상의 값을 출력 가능하게 한다.
• System.in은 1 바이트 단위 → 이걸 stream으로 읽어서 charter 단위로 읽을 수 있게 해줌

 

Scanner

Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println(sc.next());

• 콘솔 입력 클래스
• 토큰단위(공백/ 개행 문자로 구분)로 입력값을 인식해서 동작한다.

메서드

• next(): String 읽기
• nextInt(): int 읽기
• next머시기(): 머시기 읽기
• nextLine(): 개행이 나오기 전까지 다 읽기

 

BufferedReader / BufferedWriter

• 버퍼를 사용하는 입출력 클래스
  • 하나 하나 옮기는 것이 아니라, 여러 물건을 한 번에 담아서 옮긴다고 생각하면 된다.
• 기본적으로 String으로 파라미터를 받아서, int로 계산해야되는 경우 형변환이 필요하다.
• Scanner와 다르게 공백이 아닌 엔터만 경계로 인식한다.
• 입력 데이터가 많은 경우 Scanner보다 빠를 수 있음
• 사용 시에는 메인 메소드에 IOException을 throw하거나 try catch 문을 넣어주어야 한다.

 

BufferedReader

BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String input=br.readLine();
String[] s = br.readLine().split(" "); // 문자열로 받고 공백을 기준으로 자름

• 버퍼를 사용하는 입력 클래스

메서드

• close(): 입력 종료
• markSupported(): 스트림이 mark 기능을 지원하는지 t/f로 알려줌
• read(): 한 개의 글자 읽기
• readLine(): String으로 한 줄 읽기
• skip(long n): n개의 문자 건너뛰기

 

BufferedWriter

BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out)); // 선언
String str = "abcdef"; // 출력할 문자열
bw.write(s); // 출력
bw.newLine(); // 줄바꿈
bw.flush(); // 남아있는 데이터 모두 출력
bw.close();

• 버퍼를 사용하는 출력 클래스

메서드

• write() : 괄호 안의 값을 출력. 파라미터는 char or string
  • 숫자를 출력하고 싶으면 String.valueOf() 로 감싸야 함
• flush(): 버퍼에 남아있는 데이터를 비운 후, 해당 데이터를 출력
• close(): 버퍼에 남아있는 데이터를 비운 후, 해당 데이터를 출력하고 스트림이 닫힘
  • 더 출력할 일이 있다면 flush()를 사용하자.
• newLine(): 개행 메소드

버퍼를 열고 나서는 사용 후 반드시 flush와 close를 해줘야 한다.

 

 

표준 출력 메서드

System.out.print()

괄호 안의 내용을 단순 출력, 개행 x

 

System.out.println()

괄호 안의 내용을 출력, 개행 o

 

System.out.printf()

지시자와 플래그를 통해 형식을 지정해서 출력 가능

 

 

지시자 종류

• %b : boolean
• %d : 10진수
• %o : 8진수
• %x, %X : 16진수
• %c : 문자
• %s : 문자열
• %n : 줄 바꿈

 

플래그 종류

• : 왼쪽 정렬
• +: +, - 부호 출력
• 공백(’ ‘) : 음수일 때만 부호 출력
• 0 : 남은 자리에 0을 채움
• , : 일정 자릿수마다 구분 문자 표시
• # : 8진수, 16진수에 접두사 표시

 

그외.. 유용한 클래스들

 

StringTokenizer

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());

• 지정한 구분자로 문자열(String)을 나눠주는 클래스
• 구분자가 없으면 공백단위로 문자열을 나눠주어, 공백으로 입력값이 구분되는 경우 유용
• 정규식이나 인덱스 접근과 같은 처리가 필요없다면 StringTokenizer를 사용하는 것이 효과적

 

메서드

hasMoreTokens()	남은 토큰이 있는지 확인 (true or false)
nextToken()	다음 토큰 반환 (없으면 NoSuchElementException 발생)
countTokens()	남은 토큰 개수 반환
nextToken(String delim)	새로운 구분자로 변경 후 다음 토큰 반환

 

StringBuilder

StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("a");
sb.append("b").append(" ");
sb.append("c").append("\\n");
System.out.println(sb);

• 변경가능한 (mutable) 문자열을 생성한다.
• 자바에서 문자열을 연결해야할 때, 문자열을 반복적으로 수정해야할 때 유용하다.

메서드

append(String s)	문자열 추가
insert(int index, String s)	특정 위치에 문자열 삽입
replace(int start, int end, String s)	특정 범위 문자열 변경
delete(int start, int end)	특정 범위 문자열 삭제
reverse()	문자열을 뒤집음
length()	문자열 길이 반환
capacity()	내부 버퍼 크기 반환
setLength(int newLength)	문자열 길이 조정
charAt(int index)	특정 위치 문자 반환

 

 

참고한 글들

자바 코딩테스트를 위한 정리 - 입출력

Java 입출력은 어떤걸 사용해야하나?