방송대 방통대 C프로그래밍 13강 - 파일처리 함수 - 요약 노트 시험족보 예상문제 - 올에이클래스

C프로그래밍 13강 - 파일처리 함수

파일과 버퍼, 입출력 스트림의 개념을 이해하고 파일을 열어 자료를 처리한 뒤 닫는 기본 절차를 익힌다. 텍스트 순차파일과 이진 랜덤파일의 차이, 주요 입출력 함수 및 fseek를 이용한 위치 이동 방법을 체계적으로 정리한다.

1. 파일·버퍼·스트림의 개념

파일(file)은 하드디스크, SSD, USB 메모리와 같은 대용량 비휘발성 보조기억장치에 저장된 자료의 모임이다. C 언어에서는 컴퓨터에 연결된 입력·출력 장치도 파일의 범주에 넣어 처리한다.

버퍼(buffer)는 효율적인 입출력을 위해 자료 공급장치와 소비장치 사이에 두는 기억공간이다. 프로그램과 파일이 매번 작은 자료를 직접 주고받는 대신 버퍼에 자료를 모아 전달하여 입출력을 효율적으로 처리한다.

입출력 스트림(stream)은 프로그램과 파일·콘솔 같은 외부 장치 사이에서 데이터를 전달하는 논리적인 통로이다. scanf와 printf가 사용하는 표준 스트림은 프로그램 실행 시 자동 생성되고 종료 시 자동 소멸한다. 파일용 스트림은 프로그램에서 함수를 호출해 생성하고 소멸시킨다.

분류 기준	종류	특징
저장 형태	텍스트 파일	자료를 문자 형태로 저장
저장 형태	이진 파일	자료의 2진수 표현을 그대로 저장
접근 방식	순차파일	처음부터 차례로 기록·판독
접근 방식	랜덤파일	임의 위치에서 기록·판독

2. 파일 입출력 절차와 FILE 포인터

C의 파일 입출력은 다음 세 단계로 진행한다.

1. 파일 열기: fopen()으로 파일과 자료를 주고받을 스트림을 생성한다.
2. 입출력 수행: fscanf(), fprintf(), fread(), fwrite() 등의 함수를 사용한다.
3. 파일 닫기: fclose()로 스트림을 소멸시키고 시스템 자원을 해제한다.

fopen()은 파일을 열어 스트림을 생성하고 그 스트림을 나타내는 파일 포인터를 반환한다. FILE은 파일 관련 정보를 저장하는 구조체이다.

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

if (fp == NULL) {
    /* 파일 개방 실패 처리 */
}

fclose(fp);

fclose()는 버퍼에 남은 출력 자료를 파일에 저장한 뒤 파일 관련 시스템 자원을 해제한다. 파일 사용을 마치면 반드시 닫는 절차를 수행한다.

fopen()의 결과가 NULL이면 파일 개방에 실패한 것이다. 성공한 파일 포인터로 입출력을 수행하고 마지막에 fclose()를 호출한다.

3. fopen 사용 모드

fopen("파일명", "사용모드")의 사용 모드는 파일 접근 방법과 자료 입출력 형태를 나타낸다. r은 읽기, w는 쓰기, a는 추가이며, +는 읽기와 쓰기를 함께 허용하고 b는 이진 모드를 뜻한다.

사용 모드	기능	파일이 있을 때	파일이 없을 때
r, rb	읽기	정상 개방	NULL 반환
r+, rb+	읽기·쓰기	정상 개방	NULL 반환
w, wb	쓰기	이전 내용 삭제	새 파일 생성
w+, wb+	읽기·쓰기	이전 내용 삭제	새 파일 생성
a, ab	추가	기존 내용 뒤에 추가	새 파일 생성
a+, ab+	읽기·쓰기·추가	기존 내용 뒤에 추가	새 파일 생성

w 계열은 기존 파일을 열 때 이전 내용을 삭제하지만 a 계열은 기존 내용 뒤에 자료를 붙인다. r 계열은 파일이 없으면 새로 만들지 않고 NULL을 반환한다.

4. 주요 파일처리 함수

함수	기능
fgetc(), getc()	파일에서 한 문자 읽기
fputc(), putc()	파일에 한 문자 쓰기
fgets()	파일에서 문자열 읽기
fputs()	파일에 문자열 쓰기
fscanf()	지정된 형식으로 파일에서 자료 읽기
fprintf()	지정된 형식으로 파일에 자료 쓰기
fread(), fwrite()	지정된 크기와 개수의 자료 읽기·쓰기
fseek()	파일 입출력 위치 이동
feof()	파일 끝인지 판별
ferror()	파일 입출력 오류 발생 여부 검사

FILE *fp = fopen("sample.txt", "w");
for (char ch = 'A'; ch <= 'Z'; ch++)
    fputc(ch, fp);
fclose(fp);

이 프로그램은 쓰기 모드로 sample.txt를 열고 A부터 Z까지 한 문자씩 기록한 다음 파일을 닫는다.

5. 텍스트 순차파일의 처리

텍스트 파일은 자료를 문자 형태로 저장한다. 레코드 길이가 일정하지 않으며 개행문자 '\n'로 레코드를 구분한다. 개행문자가 실제 파일에 저장되는 형태는 운영체제에 따라 CR/LF 또는 LF가 될 수 있다.

구분	함수 형식	기능
문자 출력	putc(ch, fp), fputc(ch, fp)	문자 한 개 쓰기
문자열 출력	fputs(str, fp)	문자열 쓰기
형식 출력	fprintf(fp, "형식", ...)	지정 형식으로 쓰기
문자 입력	getc(fp), fgetc(fp)	문자 한 개 읽기
문자열 입력	fgets(str, 길이+1, fp)	최대 길이만큼 행 읽기
형식 입력	fscanf(fp, "형식", ...)	지정 형식으로 읽기

fgets()는 지정한 최대 길이 안에서 행의 끝까지 읽으며 개행문자도 포함하여 입력한다. 순차파일은 저장한 순서에 따라 앞에서부터 자료를 읽고 처리한다.

6. 표준 파일과 텍스트 처리 예

C는 키보드와 모니터 같은 입출력 장치도 파일 개념으로 처리한다. 표준 파일 포인터는 프로그램 시작 시 자동 생성되므로 별도로 선언할 필요가 없다.

표준 파일	파일 포인터	대응 장치
표준 입력	stdin	키보드
표준 출력	stdout	모니터
표준 에러	stderr	모니터

FILE *fp = fopen("sample3.txt", "w");
if (fp == NULL) {
    fprintf(stderr, "파일을 개방할 수 없습니다.");
    exit(1);
}

fprintf(stdout, "학번 이름 중간 기말 리포트 출석 점수 입력\n");
fscanf(stdin, "%s %s %d %d %d %d",
       no, name, &mid, &term, &rep, &att);
fprintf(fp, "%-10s %-8s %3d %3d %3d %3d\n",
        no, name, mid, term, rep, att);
fclose(fp);

키보드 입력은 stdin에서 형식에 맞춰 읽고, 안내와 오류는 stdout과 stderr로 출력하며, 학생 자료는 파일 포인터 fp가 가리키는 텍스트 파일에 기록한다.

7. 랜덤파일과 이진 입출력

랜덤파일(random file)은 파일의 임의 위치에서 자료를 읽거나 쓸 수 있는 파일이다. 레코드 길이가 일정하므로 특정 레코드 위치를 계산해 직접 접근할 수 있고, 불필요한 앞부분을 모두 읽지 않아도 되어 고속 접근에 유용하다.

랜덤파일은 일반적으로 wb 또는 rb 같은 이진 모드로 개방한다. 이진 모드는 메모리에 표현된 원시 자료를 그대로 저장하므로 수치형 자료를 텍스트로 변환할 필요가 없어 빠르다. 다만 사람이 내용을 읽기 어렵고 시스템 간 호환성에 주의해야 한다.

int buf[16];
fwrite(buf, sizeof(int), 16, fp);
fread(buf, sizeof(int), 16, fp);

fwrite(자료버퍼, 레코드길이, 레코드개수, 파일포인터)는 자료를 쓰고 fread()는 같은 형식으로 읽는다. 처리되는 전체 자료량은 레코드길이×레코드개수이다.

랜덤 접근을 하려면 레코드 길이가 일정하고 원하는 자료의 위치를 계산할 수 있어야 한다.

8. fseek를 이용한 위치 이동

fseek()는 파일의 입출력 위치를 임의 위치로 이동하여 특정 레코드를 직접 읽거나 쓸 수 있게 한다.

fseek(파일포인터, 이동할_상대위치, 기준위치_모드);

기호	기준 위치
SEEK_SET	파일 시작 위치
SEEK_CUR	파일 포인터의 현재 위치
SEEK_END	파일 끝 위치

fseek(fp, 2 * REC_SIZE, SEEK_SET);  /* 시작에서 레코드 2개 뒤 */
fseek(fp, -2 * REC_SIZE, SEEK_CUR); /* 현재에서 레코드 2개 앞 */
fseek(fp, 3 * REC_SIZE, SEEK_CUR);  /* 현재에서 레코드 3개 뒤 */

강의의 고정 길이 10바이트 이름 파일에서는 fseek(fp, 10*3, SEEK_SET)으로 네 번째 레코드 CHOI DS를 읽는다. 그 뒤 한 레코드를 읽어 현재 위치가 다음 레코드 뒤로 이동한 상태에서 fseek(fp, -2*10, SEEK_CUR)을 수행하면 두 레코드 앞의 LEE SY를 읽게 된다.

핵심 개념 정리

• 파일은 비휘발성 보조기억장치에 저장된 자료의 모임이며 입출력 효율을 위해 버퍼를 사용한다.
• 프로그램과 외부 장치 사이의 논리적 데이터 통로를 스트림이라 한다.
• 파일은 fopen()으로 열고 입출력한 뒤 fclose()로 닫는다.
• r 계열은 없는 파일을 만들지 않고, w 계열은 기존 내용을 지우며, a 계열은 기존 내용 뒤에 추가한다.
• 텍스트 순차파일은 문자 형태의 가변 길이 레코드를 저장 순서대로 처리한다.
• stdin, stdout, stderr는 프로그램 시작 시 자동 생성되는 표준 파일 포인터이다.
• 이진 랜덤파일은 일정 길이 레코드를 원시 형태로 저장하고 특정 위치를 직접 처리한다.
• fseek()는 SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END 기준으로 파일 위치를 이동한다.

최종 정리: 파일 프로그램은 모드에 맞게 열고, 성공 여부를 확인한 뒤, 적절한 함수로 입출력하고 반드시 닫는 흐름으로 작성한다. 순차파일은 저장 순서를 따르며 랜덤파일은 고정 레코드 크기와 fseek를 이용해 원하는 위치에 직접 접근한다.

예상문제 20선

1. 파일의 정의로 옳은 것은?

① 보조기억장치에 저장된 자료의 모임② CPU 레지스터 하나③ 함수의 매개변수④ 구조체 멤버만

정답입니다.

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정답: ①
파일은 하드디스크나 SSD 같은 비휘발성 보조기억장치에 저장된 자료의 모임이다.

2. 버퍼의 역할은?

① 파일 이름 변경② 공급장치와 소비장치 사이에서 효율적인 입출력을 지원③ 파일을 함수로 변환④ 레코드 길이 삭제

정답입니다.

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정답: ②
버퍼는 자료를 임시로 모아 장치와 프로그램 사이의 입출력을 효율화한다.

3. 프로그램과 외부 장치 사이의 논리적 데이터 통로는?

① 비트필드② 공용체③ 스트림④ 첨자

정답입니다.

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정답: ③
입출력 스트림은 프로그램과 파일·콘솔 사이에서 데이터를 전달한다.

4. 파일 처리의 올바른 순서는?

① 닫기→열기→입출력② 입출력→열기→닫기③ 열기→닫기→입출력④ 열기→입출력→닫기

정답입니다.

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정답: ④
fopen으로 스트림을 생성하고 자료를 처리한 뒤 fclose로 닫는다.

5. fopen이 파일을 정상적으로 열지 못했을 때 반환하는 값은?

① NULL② EOF만③ 파일 크기④ 1바이트 문자

정답입니다.

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정답: ①
파일 개방 실패 여부는 반환된 파일 포인터가 NULL인지 검사한다.

6. fclose(fp)의 기능은?

① 파일 내용을 모두 삭제② 버퍼 자료를 반영하고 스트림과 시스템 자원을 해제③ 파일 이름 출력④ 파일을 이진 모드로 변경

정답입니다.

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정답: ②
fclose는 남은 출력 자료를 저장하고 연결된 파일 스트림을 제거한다.

7. 기존 파일을 w 모드로 열면?

① 기존 내용 뒤에 추가한다.② NULL을 반환한다.③ 이전 내용을 삭제하고 쓰기용으로 연다.④ 읽기만 가능하다.

정답입니다.

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정답: ③
w 계열은 기존 파일의 이전 내용을 지우고 쓰기용으로 개방한다.

8. 기존 내용 뒤에 자료를 추가하는 모드는?

① r② w③ rb④ a

정답입니다.

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정답: ④
a 계열은 파일이 있으면 기존 내용 끝에 새 자료를 추가한다.

9. 파일에 문자열을 쓰는 함수는?

① fputs()② fgetc()③ feof()④ fseek()

정답입니다.

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정답: ①
fputs는 문자열을 지정한 파일 스트림에 출력한다.

10. 지정된 형식에 따라 파일에서 자료를 읽는 함수는?

① fprintf② fscanf③ fwrite④ ferror

정답입니다.

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정답: ②
fscanf는 파일 포인터와 입력 형식을 받아 자료를 읽는다.

11. fgets(str, 길이+1, fp)에 대한 설명은?

① 문자 하나만 쓴다.② 파일 위치만 옮긴다.③ 최대 길이 안에서 개행문자를 포함해 행을 읽는다.④ 오류만 검사한다.

정답입니다.

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정답: ③
fgets는 지정된 크기를 넘지 않게 문자열을 읽고 행 끝의 개행문자도 포함한다.

12. 표준 에러 파일 포인터는?

① stdin② stdout③ FILE④ stderr

정답입니다.

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정답: ④
stderr는 모니터에 대응되는 표준 에러 스트림이다.

13. 랜덤파일의 특징은?

① 임의 위치에서 자료를 읽거나 쓸 수 있다.② 반드시 처음부터만 읽는다.③ 레코드 길이를 알 수 없다.④ 텍스트만 저장한다.

정답입니다.

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정답: ①
랜덤파일은 원하는 레코드의 위치를 계산해 직접 접근한다.

14. 이진 모드의 특징으로 옳은 것은?

① 항상 사람이 쉽게 읽는다.② 메모리의 원시 자료를 그대로 저장해 변환 부담이 적다.③ 시스템 호환성을 고려할 필요가 없다.④ 개행문자로만 레코드를 나눈다.

정답입니다.

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정답: ②
수치형 자료를 텍스트로 변환하지 않고 원시 표현 그대로 저장한다.

15. fwrite(buf, sizeof(int), 16, fp)가 쓰는 자료량은?

① 16바이트로 고정② sizeof(int)바이트만③ sizeof(int) × 16바이트④ 1바이트

정답입니다.

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정답: ③
전체 자료량은 한 레코드 길이와 레코드 개수의 곱이다.

16. 파일의 입출력 위치를 이동하는 함수는?

① fread② fclose③ feof④ fseek

정답입니다.

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정답: ④
fseek는 기준 위치와 상대 이동량을 사용해 파일 위치를 바꾼다.

17. SEEK_SET의 기준은?

① 파일 시작 위치② 현재 위치③ 파일 끝 위치④ 버퍼 시작 위치만

정답입니다.

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정답: ①
SEEK_SET은 파일의 맨 앞을 기준 위치로 사용한다.

18. SEEK_CUR의 기준은?

① 파일 시작② 파일 포인터의 현재 위치③ 파일 끝④ 파일 이름

정답입니다.

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정답: ②
SEEK_CUR은 현재 입출력 위치에서 앞이나 뒤로 상대 이동할 때 사용한다.

19. fseek(fp, -2*REC_SIZE, SEEK_CUR)의 의미는?

① 파일 시작으로 이동② 파일 끝으로 이동③ 현재 위치에서 레코드 2개 크기만큼 앞으로 이동④ 레코드 2개를 삭제

정답입니다.

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정답: ③
음수 이동량과 SEEK_CUR 조합은 현재 위치를 기준으로 앞쪽으로 이동한다.

20. 순차파일과 랜덤파일의 비교로 옳은 것은?

① 둘 다 임의 위치 접근만 가능하다.② 순차파일은 항상 고정 길이 이진 레코드이다.③ 랜덤파일은 위치 계산이 필요 없다.④ 순차파일은 저장 순서를 따르고 랜덤파일은 특정 위치에 직접 접근한다.

정답입니다.

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정답: ④
순차파일은 앞에서부터 처리하고 랜덤파일은 계산한 레코드 위치를 직접 처리한다.