[C++][stream] sstream (istringstream & ostringstream)

안녕하세요! 두두코딩 입니다 ✋
오늘은 sstream에 대해 알아보겠습니다.

해당 자료는 강의를 참고해 작성되었음을 알려드립니다.

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많이 사용되는 stream

stream은 일련의 문자열로 C++에서 데이터의 입출력사이의 중계역할 담당하는 객체이다. 우리는 stream을 많이 사용하고 있는데, 대표적인 예시가 iostream 과 fstream이다.

#include <iostream> // 표준 입출력 스트림
#include <fstream>	// 표준 파일 스트림
#include <string>

using namespace std;

int main() {
	// 입출력 스트림을 활용
	string s;
	cin >> s;
	cout << s;

	// 파일 스트림 활용
	string fs;
	ifstream fin("stream.cpp");
	fin >> fs;

	ofstream fout("output.txt");
	fout << fs;
}

우리는 위의 코드와 같이, 표준 입출력과 파일입출력을 많이 사용한다. 여기서 새로운 사실은.. C++에서 제공하는 stream은 총 3가지 이라는 것이다.

위의 표와 같이 총 3가지 stream을 C++에서는 제공한다. stream의 형태는 비슷비슷하다. 우리가 잘 모르고 있을 수 있는 sstream에 대해 알아보자.

sstream

sstream은 string stream이라고 불리며, 메모리 버퍼에 문자열을 저장해두고 필요할 때 사용할 수 있는 유용한 library이다. 보통 문자열 파싱 또는 다양한 타입을 받아 문자열로 변환할 때 사용한다.

sstream에는 입력을 담당하는 istringstream 객체와 출력을 담당하는 ostringstream 객체가 존재한다. 각각의 예시를 통해 어떻게 입력을 받고, 출력을 하는지 알아보자.

istringstream

위에서 언급한 것과 같이, istringstream은 문자열 입력을 담당한다. 아래의 예시를 보자.

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
	string s;
	istringstream iss("I am a boy");

	// 메모리 버퍼에 저장된 부분에서 문자열을 입력 받는다.
	iss >> s;

	// 입력받은 하나의 문자열을 출력하면 I가 출력됨.
	cout << s;
}

istreamstring을 활용해 >> 연산자를 사용하게 될 경우 한 단어를 메모리로 부터 입력 받아온다.

Tip 여기서 한 단어라고 하면, 공백유무를 가지고 판단한다. 문자열 시작점 부터 공백을 만날 때까지가 한단어이다. 추가로, sstream에서는 공백은 무시한다.

istreamstring객체의 특징 중 하나는 >> 연산자에서 출력할 문자열이 있다면 true 마지막이라 아무것도 출력할게 없다면 false를 반환한다. 이 특징을 활용하면 “단어 추출”하는 프로그램을 만들어 볼 수 있다.

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
	string s;
	istringstream iss("I am a boy");

	// 출력할 문자가 있다면 true
	// 없다면 false
	while( iss >> s )
		cout << s;
}

위의 코드의 결과를 보면 I, am, a, boy가 각각 출력되는 것을 확인할 수 있다.

ostringstream

위에서 언급한 것과 같이, ostringstream은 문자열 입력을 담당한다. 아래의 예시를 보자.

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
	ostringstream oss;
	oss << "hello";

	string s = oss.str();
	cout << s << endl;
}

위의 코드를 보기에 앞서, ostringstream 객체 내부에는 문자열을 저장하기 위한 메모리 버퍼가 있다는 것을 알아야한다.

코드를 보면, ostringstream객체에 << 연산자를 활용하여 “hello”라는 문자열을 저장하는 것을 볼 수 있다. 우리는 저장된 문자열을 꺼내기 위해 str()를 사용하면 된다.

그렇다면 굳이 ostringstream객체를 받아서 문자열을 저장했다가 꺼내써야되는 이유가 있을까? 그냥 string 변수 받아서 사용하면되지 왜 이렇게 하는거야.. 라고 할 수 있다.

ostringstream 객체를 사용하는 이유

우리는 보통 숫자를 입력받아 문자열과 합쳐서 많이 사용한다.

일례로, “이 제품의 가격은 36000원 입니다.” 라는 제품가격을 표기해주는 시스템을 떠올려 볼 수 있다. 36000 이라는 숫자 데이터를 입력받아 문자열을 합치기 위해 사용한다.

흔히 C 언어에서 부터 문자열과 숫자를 합치기 위해 sprintf와 같은 함수를 활용해 많이 사용하곤 했다.

#include <iostrema>
#include <sstream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
	int n = 10;

	char buf[20];
	sprintf(buf, "이 제품의 가격은 %d 입니다.", n);

	// buf 출력
}

위의 코드를 많이 사용해 문자열과 숫자를 합치도록 했다. 하지만, 해당 코드의 문제는 제품의 가격이 너무 비싸게 되면 buf의 사이즈를 넘어 버릴 수 있는 케이스 즉, 버퍼 오버플로우가 발생할 수 있다는 것이다. 따라서, C에서는 이런 경우를 막기위해 snprintf라는 함수를 만들어 길이를 전달하도록 변경하였다.

C++에서는 문자열과 숫자를 합치는데 snprintf를 사용할 필요없이 ostringstream 객체로 수월하게 만들 수 있다.

#include <iostrema>
#include <sstream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
	int n = 10;

	ostringstream oss;
	oss << "이 제품의 가격은 " << n << " 입니다.";

	string s = oss.str();
	cout << s;
}

위의 코드와 같이 아주 수월하게 메모리 크기에 대해 고려할 필요 없이, 문자열을 사용하듯이 사용하면 된다.

Tip 그렇다면 ostringstream의 메모리 크기는 얼마야? 라고 생각할 수 있다. 사실 ostringstream은 string을 wrapping해 만들어졌기 때문에 string max 사이즈를 갖고 있다. (string의 max size는 64bit 기준 9223372036854775807 이다.) 자세한 사이즈는 여기를 참조해 알아보자.