4 May 2019

Java (9) - File IO (2) - Auxiliary Stream

1) Auxiliary Stream (보조 스트림)

보조스트림은 Node(출발지, 목적지)와 연결되는게 아니라, 스트림과 스트림 사이를 잇는 역할을 합니다.

1-1. 보조 스트림의 기능

byte Stream -> Char Stream
- InputStreamReader : InputStream -> Reader
- OutputStreamWriter : OutputStream -> Writer
속도향상
- Buffered +
  
  (Reader, Writer, InputStream, OutputStream)
Primitive data type 전송
- Data(Input/Output)Stream
Object 전송
- Object(Input/Output)Stream
문자열 표현으로 출력하기
- PrintWriter
- PrintStream

1-2. 보조 스트림의 생성

그냥 앞단계의 스트림을 생성자에 넣어주면 됩니다.

사용예시)

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(System.in);
DataInputStream dis = new DataInputStream(bis);

System.in : 키보드 (노드 스트림)

+속도 향상 (bis)

+데이터 전송 기능 추가 (dis)

1-3. byte Stream -> Char Stream

키보드(System.in)나, 모니터(System.out)는 기본적으로 byte형태를 선호함.

그러나, byte형태는 보기가 어려운 경우가 많음
그래서 byte 값을 몇개 뭉쳐서 char형태로 바꿔주어야 합니다. (디코딩)

(반대로 char형태를 byte값으로 분해하는 것을 인코딩이라 합니다.)
인코딩, 디코딩에는 여러 종류가 있는데,

byte 값들을 문자로 맵핑시키는 방식이 각각 다르기 떼문입니다.

대표적으로 utf-8 인코딩 방식이 많이 쓰입니다.

사용예시)

public class InputStreamReaderTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        InputStream is = System.in; 
        // 어자피 System.in 그자체가 스트림이니까 굳이 이렇게까지는 안해도됨.
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is);
        char[] cbuf = new char[4];
        isr.read(cbuf);
        for (char c:cbuf){
            System.out.println(c);
        }
    }
}

1abc (입력)
1
a
b
c

isr.read(cbuf) : char형태의 배열에 읽어들인 값을 저장한다.

1-4. 버퍼링을 통한 속도 향상

버퍼링
- 파일이나 네트워크 너머에 있는 데이터(ex 동영상)을 직접 프로그램에서 읽어들여서 처리하면 비효율적임
- 메모리(버퍼)에 임시로 저장하고, 메모리에 있는 파일을 프로그램에서 처리하는게 효율적 : 버퍼링
  
  (디스크보다는 메모리에 빠르게 접근할 수 있기 때문)
(Java) 보조 스트림을 이용한 버퍼링
- Buffered +
  
  (Reader, Writer, InputStream, OutputStream)을 이용하면 간단하게 해결가능!
- 기본적으로 8192의 버퍼크기를 가지고 있음.
Scanner는 내부적으로 1024의 버퍼를 통해서 구현이 되는데, 그러다보니 BufferedReader 를 이용해서 데이터를 받는 것 보다 상당히 느립니다.

(한번에 적은 양만 받을 수 있으니까 많이 데이터를 왔다갔다 해야하므로..)

1-5. 버퍼링을 이용해서 알고리즘 문제 풀기

그러면 위에서 배웠던 I/O 이론을 이용해서 알고리즘 문제(빠른 A+B)를 풀어봅시다.

그냥 1111 2222라는 문자열을 받으면 띄어쓰기 기준으로 합쳐서 3333을 출력하면 되는 간단한 문제인데요..

자바에서는 I/O를 이해하지 않으면 어려운 문제입니다.

import java.io.*;
import java.util.StringTokenizer;

public class Main {
    static int T, t1, t2;
    static String str;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // input 을 빠르게 받기 위한 장치
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(System.in);
        BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

        // 빠르게 출력하기 위한 장치
        OutputStream os = System.out;
        OutputStreamWriter osw = new OutputStreamWriter(os);
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(osw);

        // input 받고 출력하기
        T = Integer.parseInt(br.readLine());
        for (int i=0; i<T; i++){
            str = br.readLine();
            StringTokenizer st = new StringTokenizer(str);
            t1 = Integer.parseInt(st.nextToken());
            t2 = Integer.parseInt(st.nextToken());
            str = (t1 + t2) + "\n";
            bw.write(str);
        }
        bw.flush();
    }
}

System.in (byte) -> InputStreamReader (byte -> Char) -> BufferedReader (Char -> buffering)
System.out (byte) -> OutputStreamWriter (byte -> Char) -> BufferedWriter (Char -> buffering)
StringTokenizer : 주어진 string을 토큰 단위로 분리할 수 있는 클래스
- 토큰 단위(delimeter) : 띄어쓰기(' '), 파라미터로 조절 가능
- st.nextToken() : 다음 토큰을 획득
ex) "1111 2222" -> "1111" & "2222"
Integer : 정수(primitive data type)을 객체화시킨 Wrapper 클래스
- Integer.parseInt(string) : string을 정수로 바꿈.
(t1 + t1) + '\n' : 개행문자 추가 + String으로 형변환
bw.write(string) : string을 버퍼에 기록함.

bw.flush() : 버퍼의 내용을 출력하고 버퍼를 비운다.

만약 테스트를 위해서 텍스트파일을 사용하고 싶다면,

System.in 대신에 텍스트파일의 값을 받을 수 있는 파일스트림을 추가해주면 됩니다.

String path = "baekjoon" + File.separator + "15552_input.txt";
File f = new File(path);
FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(fis);

그다음에는 객체나 원시 데이터를 처리하는 보조 스트림들이 있긴한데..

일단 현 상황에는 크게 중요해보이지 않아서 다루지 않겠습니다.