[Java] 코딩 테스트를 위한 Java 입출력 함수

입출력 함수

• Java의 입출력(IO; Input/Output) 처리를 위해 사용하는 주요 함수와 클래스는 Java의 표준 라이브러리 java.io와 java.nio 패키지에 포함되어 있다.
• 입출력은 크게 콘솔 입출력, 파일 입출력, 네트워크 입출력으로 구분된다.
  • 일반적으로 System.out.println(""), Scanner를 사용하는데, 코딩 테스트에 사용시 처리 시간이 길어지는 단점이 발생하여, 다양한 입출력 함수를 두고 상황에 따라 사용한다.

 

1) Scanner

[ 장점 ]

• java.util.Scanner 클래스 : 간단하고 직관적인 콘솔 입출력 클래스로, 초보자도 쉽게 사용할 수 있는 구조
• nextInt, nextDouble, nextLine 등 다양한 입력 타입을 처리할 수 있음
• 입력이 예상치 못한 데이터 타입인 경우 예외를 던지는 입력 유효성 검사 지원

[ 단점 ]

• 대량 데이터 입력시 속도가 느림 : next(), nextLine() 등을 호출할 때마다 내부적으로 파싱 작업이 수행됨
• nextInt()와 nextLine() 혼용시 줄바꿈 문자가 남아 추가 입력 문제가 발생할 수 있음

[ 코드 ]

• Scanner scanner = new Scanner(System.in); → Scanner 객체 선언
• String name = scanner.nextLine(); → name 변수에 문자열 입력
• int age = scanner.nextInt(); → age 변수에 정수 입력
• scanner.close(); → 입력 종료

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.print("Enter your name: ");
        String name = scanner.nextLine();  // 문자열 입력

        System.out.print("Enter your age: ");
        int age = scanner.nextInt();  // 정수 입력

        System.out.println("Hello, " + name + ". You are " + age + " years old.");
        scanner.close();  // 사용 후 닫아줍니다.
    }
}

 

2) BufferedReader (+InputStreamReader)

[ 장점 ]

• 대량 입력시 Scanner보다 훨씬 빠른 속도
• 내부 버퍼를 사용하여 입출력을 효과적으로 처리하기 때문에 메모리 효율적
• 대량 입력 처리에 적합하므로 반복문과 함께 사용할 때 적합

[ 단점 ]

• 모든 입력이 문자열로 처리되므로 직접 데이터 타입을 변환해야 함 (Integer.parseInt() 사용)
• IOException을 처리해야 하는 등 Scanner에 비해 사용법이 복잡

[ 코드 ]

• BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); → 객체 선언
• String line = reader.readLine(); → 한 줄 입력
• int number = Integer.parseInt(reader.readLine()); → 정수 입력 (변환)

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.IOException;

BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line = reader.readLine(); // 한 줄 입력받기
int number = Integer.parseInt(reader.readLine()); // 정수 입력받기

 

3) StringTokenizer

[ 장점 ]

• 문자열을 특정 구분자를 기준으로 토큰화(파싱)하는 데 사용
  • BufferedReader는 줄 단위로 데이터를 읽을 때 적합하지만, 구분자 단위로 슬라이싱하는 데에는 비교적 적합하지 않음
• 입출력 작업은 처리하지 않으며, 이미 제공된 문자열을 처리하는 작업을 수행

[ 단점 ]

• 입출력 작업은 처리하지 않으며, 이미 제공된 문자열을 처리하는 작업을 수행

[ 코드 ]

• BufferedReader로 데이터를 읽고, StringTokenizer로 문자열을 파싱하여 각각의 강점을 활용할 수 있음
• tokenizer.countTokens() : 토큰의 개수를 return
• tokenizer.nextToken() : 다음 토큰을 return
• tokenizer.hasMoreTokens() : 다음 토큰이 존재하는지 t/f return

// 파일에서 숫자를 읽어 합계를 구하는 예시 코드

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

public class FastInputExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        StringTokenizer tokenizer;

        String line = reader.readLine(); // 한 줄 읽기
        tokenizer = new StringTokenizer(line, " "); // 공백 기준으로 토큰화

        int sum = 0;
        while (tokenizer.hasMoreTokens()) {
            sum += Integer.parseInt(tokenizer.nextToken());
        }
        System.out.println("Sum: " + sum);
    }
}

 

4) BufferedWriter

[ 장점 ]

• 대량 출력시 System.out보다 빠르게 출력 가능
• 출력 내용을 버퍼에 쌓아 한 번에 출력하여 성능이 향상됨

[ 단점 ]

• flush()와 close()를 명시적으로 호출해야 하는 등 코드가 복잡해짐
  • BufferedWriter는 내부적으로 버퍼(buffer)라는 메모리 공간을 사용하여 데이터를 일시적으로 저장한다. 때문에 출력 작업을 효율적으로 처리하지만, 데이터를 출력 장치(화면, 파일 등)로 보내기 위해 특정 시점에서 버퍼를 비우는 작업이 필요하다.

flush()

• 버퍼에 저장된 데이터를 즉시 출력 장치로 내보냄
  • 데이터를 중간에 강제로 출력하고 싶거나, 프로그램 종료 전 버퍼를 비워야 하는 상황에서 사용
  • ex) 네트워크 소켓이나 로그 파일에 데이터를 빠르게 기록해야 하는 경우 flush() 호출
• 버퍼가 비워지고, 버퍼에 쌓인 데이터가 대상 출력 장치(파일, 콘솔)로 전송됨
  • 이후 버퍼는 비어 있으므로 새로운 데이터를 저장할 수 있음

close()

• 남은 버퍼를 자동으로 flush()한 후, 스트림을 닫아(리소스 해제)하여 메모리 누수를 방지
  • 모든 작업이 끝난 후, 스트림을 더 이상 사용하지 않을 때 호출
  • 스트림을 닫지 않으면 자원 누수(resource leak)가 발생할 수 있음
• 내부적으로 flush()를 호출하여 남아 있는 데이터를 호출하고 스트림 리소스를 시스템에 반환하는 방식.
  
  

flush()와 close()를 함께 사용해야 하는 이유?

close() 함수에 내부적으로 flush() 기능이 포함되어 있지만, 코드 예시를 살펴 보면 flush() 함수를 호출한 뒤 close() 함수를 호출하는 것을 볼 수 있다. close()만 호출해도 되는 경우같은데 왜 flush() 함수를 호출하고 있을까?

1. 안전한 데이터 전송 보장 : close()만 호출했을 때 예외가 발생하거나 스트림이 닫히지 않는 경우가 생길 수 있음. flush()를 명시적으로 호출하면, 스트림을 닫기 전 데이터가 완전히 출력 장치로 전송되었는지 보장할 수 있음
2. 중간 출력이 필요한 경우 : 데이터를 스트림으로 전송하는 중간에 현재까지의 결과를 출력하고 싶을 때 사용
3. 명확한 코드 구조 : flush() 호출 시점을 명확히 하여 코드의 흐름을 더 이해하기 쉽도록 함. 버퍼 비우기 시점을 명확하게 하고, 데이터가 언제 출력되었는지 예상할 수 있게 함
4. close() 호출 실패 대비 : 일부 상황에서 스트림을 닫기 전 예외로 인해 close()가 호출되지 않을 수 있음. 이런 경우 데이터를 잃어버릴 위험이 있으므로 flush()를 미리 호출하여 데이터를 전송한 뒤 닫는 것이 안전함
5. 네트워크와 같은 실시간 출력이 필요한 경우
6. 일관된 습관 및 유지보수

• IOException을 처리해야 하는 등 사용법이 복잡

[ 코드 ]

• BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out)); → 객체 선언
• writer.write("Hello, World!\n"); → ("") 내부의 값을 출력
• writer.flush(); → 버퍼를 비우고, 버퍼에 쌓인 데이터를 출력
• writer.close(); → 버퍼를 flush하고, 스트림을 종료

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.IOException;

BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
writer.write("Hello, World!\n"); // 문자열 출력
writer.flush(); // 출력 버퍼 비우기
writer.close(); // 스트림 닫기

 

5) StringBuilder

[ 장점 ]

• 반복문에서 문자열을 누적할 때 메모리와 속도에서 큰 이점
• 복잡한 출력 로직을 간결하게 작성 가능

[ 단점 ]

• 입출력 성능을 높이기 위해 BufferedWriter과 함께 사용하는데, StringBuilder 객체를 별도로 만들어야 하는 단점이 발생
  • StringBuilder는 문자열을 효율적으로 조작하기 위한 클래스로, 반복적으로 문자열을 추가하거나 수정할 때 문자열의 불변성을 가진 String 객체보다 빠르고 메모리 효율적으로 조작할 수 있다. 하지만 메모리에서만 작동하기 때문에 BufferedWriter 클래스와 함께 사용하여 데이터를 출력 장치로 전송해야 한다.

[ 코드 ]

• BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out)); → 객체 선언
• StringBuilder sb = new StringBuilder(); → 객체 선언
• sb.append("Line 1").append("\n"); → 1번째 라인 추가
• sb.append("Line 2").append("\n"); → 2번째 라인 추가
• writer.write(sb.toString()); → 출력 (StringBuilder는 String 타입이 아니므로 반드시 toString 함수로 문자열 변환 필요)

import java.io.BufferedWriter;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.IOException;

BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
StringBuilder sb = new StringBuilder();

sb.append("Line 1").append("\n");
sb.append("Line 2").append("\n");

writer.write(sb.toString());
writer.flush();
writer.close();

 

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총정리

간단한 데이터 입력	Scanner	코드가 간단하고 직관적
대량의 데이터 입력/출력	BufferedReader + BufferedWriter	빠르고 효율적
문자열 반복 출력 처리	BufferedWriter + StringBuilder	반복 작업에서 성능, 코드 가독성 향상

• 대량 입력/출력의 경우 항상 BufferReader와 BufferedWriter를 사용하여 최적화
• 반복적으로 문자열을 출력해야 할 경우 StringBuilder를 적극 활용
• 입력 데이터가 숫자인 경우, BufferReader로 받은 후 즉시 변환(Integer.parseInt)하여 사용
• 일부 플랫폼은 특정 입출력 방식을 권장하므로, 사용 전 테스트 환경을 확인