JAVA의 입출력

게시 2023/12/04

By Kim Jung Wook 11 분읽는 시간

입력이란??

외부에서 받은 데이터를 프로그램 내부 공간인 메모리로 옮기는 행위
콘솔을 통해 입력받은 모든 데이터는 System.in(Standard input buffer)이라는 공간으로 들어오고 이 버퍼를 적당한 양식으로 데이터를 절단하여 프로그램 내의 지정한 메모리상의 위치로 옮기게 되는 것이다

1) Scanner

공란과 개행으로 입력값의 경계를 결정한다.
입력받은 즉시 자료형이 확정되며, 자체적으로 Exception이 처리가 가능하게 정의되어 있는 클래스이다.
입력받고 바로 메모리에 전달하는 방식이다
장점 : 사용이 편리
단점 : 처리시간이 상대적으로 길다.

  
import java.util.Scanner;
// Scanner 클래스를 import 해줘야 사용 가능.
  
public class Main{
  public static void main(String[] args){
    Scnnaer sc = new Scanner(System.in);
    
    String s = sc.nextLine();
    int i = sc.nextInt();
  }
}

2) BufferedReader

이 클래스는 버퍼를 이용하는 대표적인 input/output 클래스이다.
라인 단위로 입력을 받는다. 즉 개행이 입력값의 경계를 결정한다. 그렇기 때문에 한줄에 공란을 기준으로 여러 값들을 입력했다면 split을 해주어야 한다.
Scanner와 달리 Exception이 없기 때문에 throws IOException을 해주어야 한다.
입력된 데이터를 바로 메모리에 전달하는게 아니라 버퍼에 저장해 두었다가 전달한다.
장점 : 처리시간이 빠르다
단점 : 모든 입력값은 String 형태로 인식하므로 필요한 자료형으로 변환이 필요하다

  
import java.io.*;
  
public class Main{
  public static void main(String[] args) throws IOException{
    InputStream is = System.in; 
      // byte stream, 입력받는 스트림
    InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
      // byte stream을 문자 stream으로 정리
    BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
      // 문자 stream 을 다시 정리하여 문자열 stream으로

    String s = br.readLine();

    // 만약 받은 데이터를 정수형으로 처리하고 싶다면..
    int i = Integer.parseInt(br.readLine());
  }    
}
  
  
// 입력 받은 값을 공백을 기준으로 자동으로 분리해준다
StringTokenizer st = new StringTokenizer(br.readLine());
// "JAVA 공부 열심히 하자"
  
String s1 = st.nextToken(); -> "JAVA"
String s2 = st.nextToken(); -> "공부"
String s3 = st.nextToken(); -> "열심히"
String s4 = st.nextToken(); -> "하자"

비교
Sanner는 편리성 대신 처리속도의 지연
BufferedReader는 처리속도가 빠른 대신에 코드의 불편함이 있다.
i n p u t 이라는 단어를 입력 받는다고 한다면,
Scanner의 경우 i 입력받고 공란과 개행을 입력값의 경계로 하기 때문에 i를 메모리에 올리고 n 을 입력받고 메모리에 올리고를 반복하게 된다. 메모리에 올리는 과정에서 시간이 지연된다.
BufferedReader의 경우 버퍼에다가 i”공란”n”공란”p”공란”.. 식으로 입력값을 받다가 개행을 만나게 되면 i n p u t을 한 번에 메모리에 올리게 된다. 그러므로 처리속도는 빠르지만 입력값을 가공하는 코드를 입력해주어야 한다

출력이란??

출력은 메모리에 있는 데이터를 출력 스트림에 쏟아내고 스트림을 통해 화면에 랜더링되는 방식이다.
이 때, 데이터를 쏟아내는 행위(flush)의 시간 소모가 크다.
2가지의 시간 소모 부담 요소가 존재한다
- 데이터를 쏟아내는 방식
- 출력 스트림에 접근하는 방식

1) StringBuilder

StringBuilder 클래스는 메모리에서 문자열을 만들어 가다가 한 번에 쏟아내어 랜더링 하는 방식이다. 즉, 문자열 데이터를 메모리 상에서 빌드업하는 역할을 수행한다.
output을 출력한다고 했을 때, “o” “u” ”t” ”p” ”u” ”t”을 쏟아내는 것과 “output”을 한 번에 출력하는 것에는 효율적인 차이가 있다. 6번의 flush가 아니라 1번의 flush를 수행하게 되는 것이다.
이처럼 데이터를 메모리 상에 빌드하고 출력하는 것이 StringBuilder라고 한다.

  
import java.util.*;
  
public class Main{
  public static void main(String[] args){
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
        
    for(int i = 0; i < 3; i++){
      String line = sc.nextLine();
      // "java" enter "공부" enter "화이팅" enter
        
      sb.append(line + '\n');
    }

    System.out.print(sb);
  }
}
// 출력 결과
// java
// 공부
// 화이팅
  
=> for문에서 3번의 print를 수행하지 않고 StringBuilder를 이용하여 메모리에 빌드하였다가 한번에 출력하였다.
  
        
String res = null;
for(int i = 0; i < 3; i++){
  String line = sc.nextLine();
  // "java" enter "공부" enter "화이팅" enter
    
  res +=  line + "\n";
}
System.out.print(res);
  

String으로 합치는 것과 StrinBuilder를 사용하는 것의 차이
1) 성능	
  - String의 경우 문자열을 더할 때마다 새로운 객체를 생성
  - StrinBuilder는 새로운 객체를 생성하지 않고 기존의 객체에 내용을 수정하여 문자열을 
    추가한다
2) 메모리
  - String의 경우 불변 객체이므로 문자열이 추가될 때마다 새로운 객체가 생성
  - StrinBuilder는 가변 객체이므로 문자열이 추가될 때마다 필요에 따라 동적으로 크기가
    조절된다
  - 가변?불변? -> 객체의 내부 상태를 변경할 수 있는지에 대한 유무. 즉, 객체의 내부 데
    이터를 수정하거나 추가가 할 수 있는지의 유무

2) BufferedWriter

위에서 설명한 BufferedReader랑 같은 개념이고 입력대신 출력으로 바뀐것이다.

  
import java.io.*;
import java.util.Scanner;
  
public class Main{
  
  public static void main(String[] args) throws IOException{
    OutputStream os = System.out; 
    // byte stream, 출력 스트림
    OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(os);
    // byte stream을 문자 stream으로 정리
    BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);
    // 문자 stream 을 다시 정리하여 문자열 stream으로
      
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
        
    for(int i = 0; i < 2; i++){
      String line = sc.nextLine();
      bw.write(line + '\n');
    }
    bw.flush();
    bw.close();
  }    
}

스트림??

🔸Byte 스트림 (Byte Stream)
- 8 비트 단위로 데이터를 처리하는 스트림
- InputStream, OutputStream
- 이진 데이터(이미지, 오디오 등)를 처리할 때 주로 사용
- 텍스트 데이터를 처리할 때도 사용할 수 있지만 텍스트 인코딩과 관련하여 문자 인코딩 문제가 발생할 수 있다고 한다.

🔸문자 스트림 (Character Stream)
- 문자 스트림은 문자 단위로 데이터를 처리하는 스트림
- Reader와 Writer 클래스를 기반으로 한다.
- 텍스트 데이터를 처리하는데 최적화 되어 있으며, 문자 인코딩을 자동으로 처리하여 문자열 데이터를 읽고 쓰는데 유용하다.
- 문자 인코딩을 자동으로 처리

🔸문자열 스트림 (String Stream)
- 문자열을 다루는 스트림
- String 클래스의 메서드를 이용하여 문자열을 읽고 쓰는 작업을 지원
- StringReader와 StringWriter 클래스를 사용하여 문자열을 읽고 쓰는 기능을 제공

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