독하게 시작하는 JAVA part1-섹션 08

콘솔 입/출력

콘솔, 터미널, 셸의 차이점

콘솔

• 콘솔은 컴퓨터 시스템에 직접 연결된 물리적 장치입니다. 초기 컴퓨터에서는 콘솔이 모니터와 키보드로 구성되어 있었으며, 시스템의 직접적인 입력 및 출력을 담당했습니다.

터미널

• 터미널은 사용자와 컴퓨터 간의 인터페이스 역할을 하는 장치 또는 소프트웨어입니다. 과거에는 물리적인 텔레타이프나 비디오 디스플레이 터미널을 가리켰으나, 현대에서는 주로 소프트웨어 기반의 터미널 에뮬레이터를 의미합니다. 사용자는 터미널을 통해 명령어를 입력하고 결과를 확인할 수 있습니다.

셸

• 셸은 운영 체제의 사용자 인터페이스로, 사용자가 명령어를 입력하여 시스템을 제어할 수 있게 해줍니다. 셸은 명령어 해석기 역할을 하며, 다양한 명령어를 실행하고 스크립트를 처리합니다. 일반적으로 사용하는 셸로는 Bash, Zsh 등이 있습니다.

https://philipholt.wordpress.com/2019/09/23/whats-the-difference-between-a-console-a-terminal-and-a-shell/

What’s the difference between a console, a terminal, and a shell?

버퍼라는건 메모리로 구현이되는데 I/O buffer는 무엇으로 이해하면 되는가?

• 키보드로 입력
• 버퍼에 입력값 저장
• 버퍼에서 값을 CPU로 가져옴
• CPU는 값 처리, 화면에 출력, 출력 시에도 out 버퍼를 사용
• 버퍼를 비우는게 flushing

예전에 타자를 꾹 눌루고 있다가 시간이 지날 때 "삐삐삐" 소리가 나는건 버퍼가 가득차 사용자에게 더이상 입력이 안된다고 경고해 준거.

 

프로그램이 예기치 않게 종료되는 경우 데이터가 유실되지 않도록 하기 위해 FLUSH 명령문 또는 flush_ 서브루틴을 사용하여 버퍼된 데이터를 파일에 기록할 수 있습니다.

FLUSH 문은 이식성을 향상시키기 위해 권장되며 다음 예제에서 사용됩니다.

https://www.ibm.com/docs/ko/xl-fortran-aix/16.1.0?topic=io-flushing-buffers

I/O 버퍼 플러싱

---

콘솔 입력 키코드 값 읽기

• 키코드 값은 대부분 ASCII코드와 일치
• 1바이트씩 읽어서 값을 반환
• 한글 한 글자는 2바이트

System.in.read()

단일 키 입력 처리

import java.io.IOException;

public class KeyCodeExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.print("키를 입력하세요: ");
        int keyCode = System.in.read(); // 키 입력
        System.out.println("입력된 키의 ASCII 코드: " + keyCode);
    }
}

반복 입력 및 종료 조건

import java.io.IOException;

public class RepeatKeyInput {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        int keyCode;
        System.out.println("q를 입력하면 종료됩니다.");
        while (true) {
            keyCode = System.in.read();
            System.out.println("입력된 키코드: " + keyCode);
            if (keyCode == 113) { // ASCII 코드 113은 'q'
                break;
            }
        }
    }
}

위 예제 한글 입력하면?

• '가나다'에 대한 UTF-8 인코딩 결과
  • 234,176,128 / 235,130,152 / 235, 139, 164 / 10
• UTF-8은 유니코드 값을 1~4바이트로 가변 인코딩
• 자바에서 문자열의 끝은 NULL이 아님 

자바 인코딩 규칙

• 자바 환경에서 문자열은 UTF-16(BE)로 인코딩
• 문자열 처리 과정에서는 UTF-16 BE를 Modified UTF-8로 변경해 처리
• 문자열의 끝인 NULL(0x0000)은 본래 UTF-8 규칙으로 인코딩 시 0ㅇ지만 Modified UTF-8로 인코딩할 경우 0xC080

---

 Scanner 클래스와 입력 버퍼 - 숫자 입력

• s.nextInt()
• s.nextDouble()

import java.util.Scanner;

public class ScannerTest {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        int a = s.nextInt();
        double b = s.nextDouble();
        System.out.println("a: "+a);
        System.out.println("b: "+b);
        s.close(); // Scanner 닫기
    }
}

세부 분석

1. import java.util.Scanner;
   • Scanner 클래스는 Java의 java.util 패키지에 포함되어 있으며, 표준 입력(System.in)으로부터 데이터를 읽을 수 있도록 도와줍니다.
2. Scanner s = new Scanner(System.in);
   • Scanner 객체 s를 생성하여 표준 입력 스트림(System.in)과 연결합니다. 이를 통해 콘솔에서 사용자가 입력한 데이터를 읽을 수 있습니다.
3. int a = s.nextInt();
   • nextInt() 메서드는 사용자가 입력한 정수를 읽습니다. 이 메서드는 사용자가 유효한 정수를 입력할 때까지 대기합니다. 만약 비정수형 데이터를 입력하면 InputMismatchException이 발생할 수 있습니다.
4. double b = s.nextDouble();
   • nextDouble() 메서드는 사용자가 입력한 실수를 읽습니다. 이 메서드도 마찬가지로 유효한 실수형 데이터를 필요로 하며, 잘못된 형식의 데이터를 입력하면 InputMismatchException이 발생할 수 있습니다.

개선

import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class ScannerTest {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        try {
            System.out.print("정수를 입력하세요: ");
            int a = s.nextInt();
            System.out.print("실수를 입력하세요: ");
            double b = s.nextDouble();
            System.out.println("a: " + a);
            System.out.println("b: " + b);
        } catch (InputMismatchException e) {
            System.out.println("잘못된 입력입니다. 숫자를 입력해주세요.");
        } finally {
            s.close(); // Scanner 닫기
        }
    }
}

Scanner 클래스와 BufferedReader 클래스의 차이점

https://velog.io/@gawgjiug/%EC%9E%90%EB%B0%94JAVA-Scanner-BufferedReader

자바(JAVA) - Scanner & BufferedReader

측면	Scanner	BufferedReader
패키지	java.util	java.io
버퍼 크기	1 KB	8 KB
입력 파싱	정규 표현식을 사용하여 기본 데이터 타입 및 문자열을 파싱할 수 있음	문자열로만 입력을 읽으며 별도의 파싱 필요
데이터 타입	다양한 데이터 타입(int, double 등)을 직접 읽을 수 있음	문자열만 읽으며, 다른 데이터 타입으로 변환하려면 추가 파싱 필요
동기화	동기화되지 않음(스레드 안전하지 않음)	동기화됨(스레드 안전함)
성능	파싱 오버헤드 때문에 상대적으로 느림	더 큰 버퍼로 인해 대량의 데이터를 읽을 때 더 빠름
예외 처리	내부적으로 예외를 처리함	IOException을 발생시켜 명시적인 예외 처리가 필요
사용 사례	작은 입력을 다루거나 파싱이 필요한 경우 적합	대용량 파일이나 스트림을 효율적으로 읽어야 할 때 적합
구분자 처리	공백 및 줄바꿈을 구분자로 사용	줄바꿈을 구분자로 사용

사용 시기

• Scanner를 사용할 때: 입력 데이터를 다양한 데이터 타입으로 직접 파싱해야 하거나, 입력 크기가 비교적 작을 때 적합합니다.
• BufferedReader를 사용할 때: 대량의 입력이나 파일을 다루어야 하며 성능이 중요한 경우, 특히 멀티스레드 애플리케이션에서 사용하기 적합합니다.

---

Scanner 클래스와 입력 버퍼 - 문자열 입/출력

• s.nextInt()
• s.nextLine() - 개행문자가 나올때까지 읽어서 출력, 개행문자는 저장하지 않음

"엔터[\n]"는 완료를 의미(구분자), 엔터말고 "공백(스페이스, tap)"도 구분자로 사용

import java.util.Scanner;

public class ScannerStringTest {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        String tmp = s.nextLine();
        System.out.println(tmp);
    }
}

import java.util.Scanner;

public class ScannerStringTest {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        int data = s.nextInt();
        String tmp = s.nextLine();
        System.out.println(data);
        System.out.println(tmp);
    }
}

세부 분석

1. Scanner s = new Scanner(System.in);
   • Scanner 객체 s를 생성하여 표준 입력 스트림(System.in)과 연결합니다. 이를 통해 콘솔에서 사용자가 입력한 데이터를 읽을 수 있습니다.
2. int data = s.nextInt();
   • nextInt() 메서드는 사용자가 입력한 정수를 읽습니다. 이 메서드는 유효한 정수가 입력될 때까지 대기합니다.
   • 사용자가 비정수형 데이터를 입력하면 InputMismatchException이 발생할 수 있습니다.
3. String tmp = s.nextLine();
   • nextLine() 메서드는 현재 줄의 나머지를 읽어서 반환합니다.
   • 여기서 중요한 점은 nextInt()가 정수를 읽고 나면 줄바꿈 문자가 남아있다는 것입니다. 이 줄바꿈 문자(\n) 또는 화이트스페이스도 nextLine()에 의해 즉시 읽혀져 반환하게 됩니다.
   • 따라서 test 앞에 "스페이스 공간"이 출력되면서 test가 출력 됨.

강제 형변환 문자 출력

 

---

이스케이프 시퀀스

• \n: 줄바꿈(New line). 커서를 다음 줄의 시작 위치로 이동시킵니다.
• \t: 탭(Tab). 커서를 다음 탭 위치로 이동시킵니다.
• \r: 캐리지 리턴(Carriage return). 커서를 현재 줄의 시작 위치로 이동시킵니다.
• \b: 백스페이스(Backspace). 커서를 한 칸 뒤로 이동시킵니다.
• \f: 폼 피드(Form feed). 프린터의 다음 페이지로 이동합니다.
• \: 백슬래시(Backslash) 자체를 출력합니다.
• \': 작은따옴표(Single quote)를 출력합니다.
• \": 큰따옴표(Double quote)를 출력합니다.
• \ooo: 8진수(Octal) ASCII 코드로 문자를 표현합니다.
• \xhh: 16진수(Hexadecimal) ASCII 코드로 문자를 표현합니다.

public class EscapeSequenceExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 줄바꿈 \n
        System.out.println("Hello\nWorld!"); // "Hello"와 "World!"가 다른 줄에 출력됩니다.

        // 탭 \t
        System.out.println("Java\tProgramming"); // "Java"와 "Programming" 사이에 탭 간격이 추가됩니다.

        // 백슬래시 \\
        System.out.println("This is a backslash: \\"); // 백슬래시 하나를 출력합니다.

        // 큰따옴표 \"
        System.out.println("He said, \"Java is awesome!\""); // 큰따옴표를 포함한 문자열 출력

        // 작은따옴표 \'
        System.out.println("It\'s a beautiful day!"); // 작은따옴표를 포함한 문자열 출력

        // 캐리지 리턴 \r
        System.out.println("Hello\rWorld!"); // "World!"로 줄의 시작 부분을 덮어씁니다.

        // 백스페이스 \b
        System.out.println("Hello\bWorld!"); // "Hello"에서 마지막 문자 'o'가 지워지고 "HellWorld!"가 출력됩니다.

        // 폼 피드 \f (잘 사용되지 않음)
        System.out.println("Page 1\fPage 2"); // 폼 피드로 페이지를 나누는 효과(콘솔에서는 잘 보이지 않음)

        // 8진수와 16진수 표현
        System.out.println("Octal: \101");    // 8진수 ASCII 코드로 'A' 출력 (65의 8진수는 101)
        System.out.println("Hexadecimal: \u0041"); // 유니코드(16진수)로 'A' 출력 (0041은 'A')
    }
}

형식문자

1. 정수 관련
   • %d: 10진수 정수. 예를 들어, System.out.printf("%d", 10);은 10을 출력합니다.
   • %o: 8진수 정수.
   • %x, %X: 16진수 정수. %x는 소문자, %X는 대문자로 표시합니다.
2. 실수 관련
   • %f: 부동 소수점 실수. 기본적으로 소수점 이하 6자리까지 표시합니다.
   • %e, %E: 지수 표기법으로 실수를 표시합니다.
   • %g, %G: 자동으로 %f 또는 %e 형식을 선택하여 실수를 표시합니다.
3. 문자 및 문자열
   • %c: 단일 문자.
   • %s: 문자열.
4. 기타
   • %%: % 문자를 출력합니다.

public class FormatExample {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 10;
        float pi = 3.14159f;
        char letter = 'A';
        String str = "Hello";

        // 정수를 출력
        System.out.printf("정수: %d%n", num);
        
        // 실수를 소수점 이하 두 자리까지 출력
        System.out.printf("실수: %.2f%n", pi);
        
        // 문자를 출력
        System.out.printf("문자: %c%n", letter);
        
        // 문자열을 출력
        System.out.printf("문자열: %s%n", str);
        
        // 16진수로 정수를 출력
        System.out.printf("16진수: %x%n", num);
    }
}

• println() 하무가 아닌 printf()함수 사용

---

필수실습 1

이름부터입력

import java.util.Scanner;

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        //나이와 이름 입/출력하기
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        System.out.println("이름을 입력하세요: ");
        String name = s.nextLine();
        System.out.println("나이을 입력하세요: ");
        int age = s.nextInt();

        System.out.println("이름은: "+name+"입니다.");
        System.out.println("나이은: "+age+"입니다.");
    }
}

나이부터입력

import java.util.Scanner;

public class test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        //나이와 이름 입/출력하기
        System.out.println("나이을 입력하세요: ");
        int age = s.nextInt();
        s.nextLine(); // 개행 제거

        System.out.println("이름을 입력하세요: ");
        String name = s.nextLine();


        System.out.printf("이름은 %s이고, 나이는 %d입니다", name, age);
    }
}

 

개행 제거를 하지 않으면 아래와 같은 결과가 나옴.