[C] 24-25장 강의노트 풀이

[2201042 장성진]

[24 파일 입출력]

// [24-1]

// 1) 복사할 파일명과 복사받을 파일명을 입력받아 텍스트파일을 복사하는 프로그램을 작성하라.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#pragma warning(disable:6031)

#include <stdio.h>

int main(void) {

    char src[100], dest[100];

    FILE *fp1, *fp2;

    char ch;

    printf("복사할 파일명: ");

    scanf("%s", src);

    printf("저장할 파일명: ");

    scanf("%s", dest);

    fp1 = fopen(src, "r");

    fp2 = fopen(dest, "w");

    if (fp1 == NULL || fp2 == NULL) {

        puts("파일 열기 실패");

        return 1;

    }

    while ((ch = fgetc(fp1)) != EOF)

        fputc(ch, fp2);

    fclose(fp1);

    fclose(fp2);

    puts("파일 복사 완료");

    return 0;

}

// 2) 프로젝트 폴더 내에 있는 텍스트 파일을 작성한 후 한줄씩 출력하는 프로그램을 작성하시오.

#include <stdio.h>

int main(void) {

    FILE *fp = fopen("test.txt", "r");

    char str[100];

    if (fp == NULL) return 1;

    while (fgets(str, sizeof(str), fp) != NULL)

        printf("%s", str);

    fclose(fp);

    return 0;

}

// 3) 키보드로부터 문자열을 입력 받아 파일에 저장하는 프로그램을 작성하시오.

#include <stdio.h>

int main(void) {

    FILE *fp = fopen("output.txt", "w");

    char str[100];

    printf("문자열 입력: ");

    fgets(str, sizeof(str), stdin);

    fputs(str, fp);

    fclose(fp);

    return 0;

}

// 4) 텍스트 파일의 내용을 1줄씩 줄바꿈하여 파일에 출력하는 프로그램을 작성하시오.

#include <stdio.h>

int main(void) {

    FILE *in = fopen("output.txt", "r");

    FILE *out = fopen("result.txt", "w");

    char str[100];

    while (fgets(str, sizeof(str), in) != NULL)

        fprintf(out, "%s", str);

    fclose(in);

    fclose(out);

    return 0;

}

// [24-2]

// 1) 키보드로부터 학생의 이름과 학번, 학점을 입력받아 변수에 저장하고 파일에 출력하는 프로그램을 작성하시오.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#pragma warning(disable:6031)

#include <stdio.h>

struct Student {

    char name[20];

    int id;

    float grade;

};

int main(void) {

    struct Student s;

    FILE *fp = fopen("student.txt", "w");

    if (fp == NULL) {

        puts("파일 열기 실패");

        return 1;

    }

    printf("이름 학번 학점 입력: ");

    scanf("%s %d %f", s.name, &s.id, &s.grade);

    fprintf(fp, "%s %d %.2f\n", s.name, s.id, s.grade);

    fclose(fp);

    puts("파일 저장 완료");

    return 0;

}

// 2) 메모장에서 input파일을 작성하여 각 학생의 총점과 평균점수를 계산하여 다른 파일에 출력하는 프로그램을 작성하시오.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#pragma warning(disable:6031)

#include <stdio.h>

struct Student {

    char name[20];

    int score[3];

    int sum;

    float avg;

};

int main(void) {

    struct Student s;

    FILE *in = fopen("input.txt", "r");

    FILE *out = fopen("output.txt", "w");

    if (in == NULL || out == NULL) {

        puts("파일 열기 실패");

        return 1;

    }

    while (fscanf(in, "%s %d %d %d",

           s.name, &s.score[0], &s.score[1], &s.score[2]) != EOF) {

        s.sum = s.score[0] + s.score[1] + s.score[2];

        s.avg = s.sum / 3.0;

        fprintf(out, "%s %d %.2f\n", s.name, s.sum, s.avg);

    }

    fclose(in);

    fclose(out);

    puts("총점 및 평균 계산 완료");

    return 0;

}

// 3) 2번 예제에서 성적순을 추가하여 순차적으로 출력하는 프로그램을 작성하시오.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#pragma warning(disable:6031)

#include <stdio.h>

struct Student {

    char name[20];

    int sum;

    float avg;

};

int main(void) {

    struct Student s[50], temp;

    int count = 0;

    FILE *fp = fopen("output.txt", "r");

    if (fp == NULL) {

        puts("파일 열기 실패");

        return 1;

    }

    while (fscanf(fp, "%s %d %f", s[count].name,

           &s[count].sum, &s[count].avg) != EOF) {

        count++;

    }

    fclose(fp);

    for (int i = 0; i < count - 1; i++) {

        for (int j = i + 1; j < count; j++) {

            if (s[i].sum < s[j].sum) {

                temp = s[i];

                s[i] = s[j];

                s[j] = temp;

            }

        }

    }

    for (int i = 0; i < count; i++) {

        printf("%d등: %s %d %.2f\n",i+1, s[i].name, s[i].sum, s[i].avg);

    }

    return 0;

}

// 4) 아래의 코드의 실행결과를 자세히 설명하시오.

#include <stdio.h>

int main(void)

{

    char name[10];

    char gender;

    int age;

    int ret;

    FILE* fp = fopen("friend.txt", "r");

    if (fp == NULL) { puts("파일오픈 실패!"); return 1; }

    while (1) {

        ret = fscanf(fp, "%s%c%d", name, &gender, &age);

        if (ret == EOF) break;

        printf("%s %c %d\n", name, gender, age);

    }

    fclose(fp);

    return 0;

}

// 먼저 fscanf의 3개의 입력문자에서 %s가 구분문자직전까지 데이터를 읽어 저장한 후 %c에서 구분문자를 저장하게 되어

// 데이터의 입력 순서가 한 칸씩 뒤로 밀린다. 따라서 마지막 변수는 적절한 데이터를 찾지 못해 초기화되지 않아

// 쓰레기값을 갖게 되고, 다음 루프로 넘어가 성별 데이터가 이름으로, 다시 구분문자가 성별로, 그 다음에는 나이를 적절하게 저장하는 듯 하지만,

// 이는 적절한 데이터 저장이 아니게 된다. 따라서 문자 단위로 입력을 받을 경우 앞에 공백문자를 붙여 구분문자를 입력받지 않도록 해야 한다.

// [24-3]

// 1) 텍스트파일에 저장된 8자리 정수 10개를 읽어서 바이너리 파일로 출력해 파일의 내용을 확인하시오.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <stdio.h>

int main(void) {

    FILE *txt = fopen("num.txt", "rb");

    FILE *bin = fopen("num.bin", "wb");

    int num;

    while (fscanf(txt, "%d", &num) == 1)

        fwrite(&num, sizeof(int), 1, bin);

    fclose(txt);

    fclose(bin);

    return 0;

}

// 2) 예제 1번에서 생성한 파일에서 데이터를 읽어 화면에 출력하라.

#include <stdio.h>

int main(void) {

    FILE *bin = fopen("num.bin", "rb");

    int num;

    while (fread(&num, sizeof(int), 1, bin))

        printf("%d\n", num);

    fclose(bin);

    return 0;

}

// 3) 예제 1번에서 생성한 파일의 크기를 바이트단위로 계산하여 출력하는 프로그램을 작성하라.

#include <stdio.h>

int main(void) {

    FILE *fp = fopen("num.bin", "rb");

    fseek(fp, 0, SEEK_END);

    printf("파일 크기: %ld 바이트\n", ftell(fp));

    fclose(fp);

    return 0;

}

// [24장 정리문제]

// 1) 파일입출력을 설명하라.

// 프로그램이 파일을 통해 테이터를 읽거나 출력하는 것이다.

// 2) 파일입출력의 필요성을 설명하라.

// 프로그램의 출력 데이터를 영구 저장하거나, 프로그램을 실행 중 종료 시에도 데이터를 저장하여 진행상황을 유지할 수 있다.

// 3) 파일입출력과 콘솔 입력출력의 차이가 있다면 설명하라.

// 콘솔 입출력의 경우 데이터를 일회성으로 입출력한 후 저장하지 않지만,

// 파일 입출력의 경우 저장된 데이터는 명시적으로 변경, 삭제하지 않는 한 그대로 유지된다.

// 4) 스트림과 버퍼에 대하여 설명하라.

// 스트림은 데이터가 이동할 경로를 알려주는 가상의 통로이고, 버퍼는 스트림에 소속된 물리적인 메모리로,

// 데이터가 임시로 저장되었다가 특정 단위로 한꺼번에 전송된다.

// 5) FILE구조체의 정의를 찾아서 첨부하고 설명하라.

// 기본적인 파일 구조체의 정의는

typedef struct _iobuf {

    char *_ptr;

    int _cnt;

    char *_base;

    int _flag;

    int _file;

} FILE;

// 로 첫 변수부터 각각 파일 위치 포인터, 처리 가능한 데이터의 바이트 수를 저장하는 변수,

// 파일 데이터의 시작 주소, 파일의 열린 상태를 저장하는 변수(읽기, 쓰기 모드),

// 파일의 디스크립터 번호를 저장하는 변수로 이루어져 있다.

// 6) stdin, stdout의 정체를 설명하고 정의를 찾아서 첨부하고 설명하라.

// stdin과 stdout은 키보드와 모니터를 대상으로 하는 스트림으로, file* 타입이다.

// 7) 파일의 끝은 나타내는 매크로 상수는 무엇인가?

// 파일의 끝을 나타내는 매크로 상수는 EOF(end of file)로 파일의 데이터 가장 끝에 위치한다.

// 8) 텍스트 파일과 바이너리 파일을 설명하고 예를 하나씩 들어 설명해라.

// 먼저 텍스트 파일은 문자 형태로 데이터가 저장된 파일로, 인코딩 방식이 지정되어 있어

// 사람이 직접 읽고 수정할 수 있는 파일이다.

// 바이너리 파일은 0과 1의 이진 코드가 저장되어있는 파일로, 인코딩 방식이 지정되어 있지 않아 사람이

// 내용을 직접 이해하기 어렵고, 특정 프로그램을 통해서만 해석된다.

// 먼저 .c의 경우 c코드로 작성된 영문 텍스트 파일이다. 메모장이나 코드 편집기로 읽어 사람이 읽고 수정할 수 있다.

// .txt파일은 순수한 문자만 저장하는 파일로 텍스트 편집기에서 내용을 확인 및 수정할 수 있다.

// .hwp파일은 한글 워드 프로세서에서 사용하는 문서 파일로, 그 이외의 프로그램으로 열 경우 2진 데이터로 출력되어 알아볼 수 없다.

// .doc, .docx 파일의 경우 마이크로소프르 워드에서 사용하는 문서 파일로 한글 파일과 동일하다.

// 마지막으로 .exe파일은 실행 파일로, cpu가 이해할 수 있는 기계어 명령어가 이진 데이터의 형태로 저장되어 있다.

[25 메모리 관리와 동적 할당]

// [25-1]

// 1) 아래 코드의 지역변수와 매개변수가 스택에 어떠한 형태로 할당되고 소멸되는지 설명하시오.

// 먼저 메인함수가 시작되고 스택 영역에 num1이 할당된 후, func1의 호출 후 num2가 num1위에 할당된다.

// 그 후 func2의 호출에 의해 num3가 num2위에 할당된다. func2의 수식 계산 후 반환값이 없으므로

// 바로 num3부터 소멸되고 그 후 func1 또한 반환값이없으므로 바로 num2 또한 소멸한다.

// 이후 함수호출문에서 빠져나와 메인함수가 종료되며 num1이 소멸된다.

void func2(int n) {

    int num3=n+1;

}

void func1(int n) {

    int num2=n+1;

    func2(num2);

}

int main(void) {

    int num1 = 20;

    func1(num1);

    return 0;

}

// 2) 동적할당을 이용하여 저장할 실수의 갯수를 입력받고 저장 후 평균값을 계산하여 출력하는 프로그램을 작성하시오.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#pragma warning(disable:6031)

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(void) {

    int len;

    double sum = 0.0;

    printf("저장할 실수의 크기를 입력하세요:");

    scanf("%d", &len);

    double* arr = (double*)malloc(sizeof(double)*len);

    printf("%d개의 실수를 입력하시오 : ", len);

    for (int i = 0; i < len; i++) {

        scanf("%lf", arr + i);

        sum += *(arr + i);

    }

    printf("입력한 실수의 평균값은 %lf입니다.", sum / len);

    free(arr);

    return 0;

}

// 3) 동적 할당을 이용하여 문자열의 크기와 문자열을 입력받아 저장 후 출력하는 프로그램을 작성하시오.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#pragma warning(disable:6031)

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(void) {

    int len;

    printf("저장할 문자열의 크기를 입력하세요:");

    scanf("%d", &len);

    getchar();

    char* str = (char*)malloc(len + 1);

    printf("문자열을 입력하시오:");

    fgets(str, len+1, stdin);

    printf("입력한 문자열은 %s입니다.", str);

    free(str);

}

// 4) 3번 예제의 코드에서 문자열의 대소문자를 반전시켜 출력하시오.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#pragma warning(disable:6031)

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(void) {

    int len;

    printf("저장할 문자열의 크기를 입력하세요:");

    scanf("%d", &len);

    getchar();

    char* str = (char*)malloc(len + 1);

    printf("문자열을 입력하시오:");

    fgets(str, len+1, stdin);

    for (int i = 0; str[i] != '\0'; i++) {

        if (str[i] >= 'A' && str[i] <= 'Z') {

            str[i] = str[i] + 32;

        }

        else if (str[i] >= 'a' && str[i] <= 'z') {

            str[i] = str[i] - 32;

        }

    }

    printf("대소문자를 변환한 문자열은 %s입니다.", str);

    free(str);

}

// 5) 예제 코드를 동적할당 방식으로 변형하여 구현하시오.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

typedef struct point {

    int xpos;

    int ypos;

} Point;

typedef struct person {

    char name[20];

    char phoneNum[20];

    int age;

} Person;

int main(void) {

    Point* pos = (Point*)malloc(sizeof(Point));

    Person* man = (Person*)malloc(sizeof(Person));

    if (pos == NULL || man == NULL) {

        printf("메모리 할당 실패\n");

        return 1;

    }

    *pos = (Point){ 10, 20 };

    *man = (Person){ "이승기", "010-1212-0001", 21 };

    printf("%d %d\n", pos->xpos, pos->ypos);

    printf("%s %s %d\n", man->name, man->phoneNum, man->age);

    free(pos);

    free(man);

    return 0;

}

// [25장 정리문제]

// 1) 정적 할당과 동적 할당의 차이를 설명하시오.

// 먼저 정적 할당의 경우 컴파일 과정에서 변수의 메모리 크기가 결정되어 스택, 또는 데이터 영역에 할당되는 반면,

// 동적 할당의 경우 프로그램이 실행되는 중에 필요에 따라 할단되는 메모리의 크기를 변경할 수 있고, 힙 영역에 할당된다.

// 2) 동적할당의 장점은 무엇인가?

// 입력될 수 있는 데이터의 최댓값이 아닌 필요한 만큼, 즉 입력된 데이터의 크기만큼만 메모리를 할당하여

// 메모리 낭비를 줄일 수 있고, 실행 중에 데이터의 크기를 변경 가능하다.

// 3) void포인터를 설명하시오.

// 자료형이 정해지지 않은 포인터로 가리키는 변수의 타입에 상관없이 그 변수의 주소를 저장할 수 있다.

// 4) malloc함수의 반환형이 void* 이므로 반드시 형변환해서 사용해야 하는 이유를 설명하시오

// void* 타입은 타입정보가 없어 역참조가 불가능하고 역참조를 원할 경우 가리키는 변수의 타입 또는

// 사용 목적에 맞는 타입의 포인터형으로 강제형변환해주어야 한다.

// 5) free함수로 메모리를 해제하지 않으면 어떻게 되는가?

// 할당된 메모리를 사용이 완전히 끝난 후에도 다시 사용할 수 없어 메모리가 부족해지고, 계속될 경우 성능 저하나

// 메모리 부족으로 인한 프로그램 강제 종료가 발생할 수 있다.

// 6) 힙과 스택 영역에 대하여 설명하시오.

// 스택 영역은 지역변수 및 매개변수가 할당되는 공간으로 속도가 빠르지만 크기가 작다.

// 힙 영역은 동적 할당 메모리가 저장되는 영역으로 메모리 공간이 비교적 크지만 접근 속도가 느리다.