[Java] 35. 입출력 스트림 Ⅱ : 콘솔 입출력

1. 콘솔 입출력

콘솔은 시스템을 사용하기 위해 키보드로 입력을 받고, 화면으로 출력하는 소프트웨어를 의미한다. 대표적으로 유닉스, 리눅스에서의 터미널이나, Windows 에서의 명령 프롬포트를 의미한다.

앞선 장에서 바이트 스트림을 설명할 때 언급했던 것처럼, 자바에서는 이러한 콘솔로부터 데이터에 대한 처리를 할 때, System 클래스를 사용하게 되며, 콘솔에서 입력 받을 때는 System.in 을 사용하고, 콘솔에 데이터를 출력할 때는 System.out 을 사용한다.
만약 에러가 발생한 경우라면, System.err 을 사용한다. 이번 장에서는 표준 입출력 클래스인 System 에 대해서 좀 더 자세히 살펴보도록 하자.

2. System.in 필드

조금 전에 말했듯이, 자바는 프로그램이 콘솔로부터 데이터를 입력받을 수 있도록 표준 입출력 클래스인 System과 클래스 안에 정의된 정적 필드 중 하나인 in 필드를 제공한다.
System.in 은 InputStream 타입을 필드이기 때문에 아래와 같은 형식으로 InputStream 변수로 참조하는 것이 가능하다.

[Java Code]

InputStream is = System.in;

만약 키보드에서 어떤 키가 입력되었는지 확인하려면, InputStream 의 read() 메소드로 한 바이트를 읽으면 된다. 이 때, 반환된 int 값에는 십진 수 ASCII 코드가 들어가 있다.

[Java Code]
        
int ascii = is.read();

만약 입력받은 값을 문자로 확인하려는 경우라면, 아래와 같이 char 형으로 강제 형변환(casting)을 해주면 된다.

[Java Code]

char inputChar = (char) is.read();

이해를 돕기 위해 아래의 예시를 구현하고 실행해보자. 아래 예시는 현금 자동 입출금기인 ATM(Automatic Teller Machine) 과 유사하게 사용자에게 메뉴를 제공하고 어떤 번호를 입력했는 지에 따라 입력한 메뉴를 출력하는 예제이다.

[Java Code]

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class SystemInTest {

    public static void main(String[] args)
    {
        try {
            System.out.println("== 메뉴 ==");
            System.out.println("1. 예금 조회");
            System.out.println("2. 예금 출금");
            System.out.println("3. 예금 입금");
            System.out.println("4. 종료");

            System.out.print("메뉴를 입력하세요: ");

            InputStream is = System.in;
            char inputChar = (char) is.read();

            System.out.println();

            switch (inputChar)
            {
                case '1': System.out.println("예금 조회를 선택했습니다."); break;
                case '2': System.out.println("예금 출금을 선택했습니다."); break;
                case '3': System.out.println("예금 입금을 선택했습니다."); break;
                case '4': System.out.println("프로그램을 종료합니다."); break;
            }
                        
        }
        catch(IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

[실행 결과]

== 메뉴 ==
1. 예금 조회
2. 예금 출금
3. 예금 입금
4. 종료
   메뉴를 입력하세요: 1

예금 조회를 선택했습니다.

위 예제의 경우, 사용한 read() 메소드는 1 바이트만 읽기 때문에, 동일하게 1 바이트로 표현되는 ASCII 코드의 경우에는 잘 읽을 수 있지만, 한글과 같이 2바이트 이상으로 표현되는 경우라면, read() 로 확인하는 것은 불가능하다.
때문에 입력된 한글 문자를 얻으려면, 먼저 read(byte[] b) 메소드나 read(byte[] b, int off, int len) 메소드로 전체 입력된 내용을 바이트 배열로 받고, 해당 바이트 배열을 이용해 String 객체를 생성해서 확인해야한다.
문자 배열의 크기는 (2 바이트) x (읽으려는 문자열의 길이) 만큼 설정하면 된다. 이해를 돕기위해 마찬가지로 아래의 예제인 이름과 하고 싶은 말을 키보드로 입력 받아 다시 출력해보는 것을 프로그래밍 해보자.

[Java Code]

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class HangulSystemInTest {

    public static void main(String[] args)
    {
        InputStream is = System.in;
        byte[] buffer = new byte[100];

        try {
            System.out.print("이름: ");
            int numBytes = is.read(buffer);
            String name = new String(buffer);

            System.out.println();

            System.out.print("하고 싶은 말: ");
            numBytes = is.read(buffer);
            String comments = new String(buffer);

            System.out.println();
            System.out.println("작성자 이름: " + name);
            System.out.println("하고싶은 말: " + comments);

        } catch(IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

[실행 결과]
이름: 박하사탕 김영호

하고 싶은 말: 나 다시 돌아갈래!

작성자 이름: 박하사탕 김영호
하고싶은 말: 나 다시 돌아갈래!

3. System.out 필드

콘솔에 입력된 데이터를 System.in으로 읽었다면, 반대로 콘솔에 출력하기 위해서는 System.out 필드를 사용해야한다. System.in 과 마찬가지로 정적 필드이며, PrintStream 타입의 필드이다.
여기서 말한, PrintStream 타입은 최상위 출력 스트림인 OutputStream의 하위 클래스이므로 out 필드를 OutputStream 타입으로 변환해 사용할 수 있다는 점만 기억하자.

[Java Code]

OutputStream os = System.out;

만약 콘솔로 1개 바이트만 출력하려면, OutputStream 의 write(int b) 메소드를 사용하면 된다. 하지만, System.in 에서와 마찬가지로 한글과 같은 2바이트 이상인 문자를 출력하기 위해서는 write(int b) 메소드로 출력할 수는 없다.
위와 같은 이유로 System.out 에서도 유사하게 한글을 바이트 배열로 얻은 다음, write(byte[] b) 또는 write(byte[] b, int off, int len) 메소드를 사용해 콘솔에 출력하면된다.

아래에 나온 연속된 숫자 및 문자 출력 예제를 통해 좀 더 살펴보도록 하자.

[Java Code]

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;

public class PrintLettersTest {

    public static void main(String[] args)
    {
        OutputStream os = System.out;

        try
        {
            for (byte b=48; b<58; b++) {
                os.write(b);
            }
            os.write(10);

            for(byte b=97; b<123; b++) {
                os.write(b);
            }
            os.write(10);

            String hangul = "가나다라마바사아자차카타파하";
            byte[] hangulBytes = hangul.getBytes();

            os.write(hangulBytes);

            os.flush();

        }
        catch(IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

[실행 결과]

0123456789
abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
가나다라마바사아자차카타파하

4. Console 클래스

Console 클래스는 Java 6 버전 부터 콘솔에서 입력받은 문자열을 쉽게 읽을 수 있도록 제공되는 클래스이다. Console 객체를 얻기 위해서는 System의 정적 메소드인 console() 을 아래와 같이 호출하면 된다.

[Java Code]
        
Console console = System.console();

단, 주의사항으로, 만약 이클립스를 사용하는 유저라면 System.console() 메소드를 실행 시, null을 반환하기 때문에 반드시 명령 프롬프트에서 실행해야한다. Console 클래스에 포함된 메소드는 다음과 같다.

반환 타입	메소드	설명
String	readLine()	Enter 키를 입력하기 전의 모든 문자열을 읽음
char[]	readPassword()	키보드 입력 문자를 콘솔에 보여주지 않고 문자열을 읽음

위의 메소드 사용법을 알기 위해 아래와 같이 아이디와 패스워드를 입력 받아 출력하는 예제를 구현해보자.

[Java Code]

import java.io.Console;

public class ConsoleTest {

    public static void main(String[] args) {
        Console console = System.console();

        System.out.print("아이디: ");
        
        String id = console.readLine();

        System.out.print("패스워드: ");
        char[] charPw = console.readPassword();
        String passwd = new String(charPw);

        System.out.println("===========================");
        System.out.println(id);
        System.out.println(passwd);

    }
}

위의 코드를 그냥 실행하게 되면 아래와 같이 에러가 발생한다.

[실행결과]

따라서 아래와 같이 명령 프롬프트에서 별도로 실행해줘야한다. 아래 명령을 실행하기 전에 .java 파일이 있는 위치가지 이동한 후 아래 명령을 실행한다.

위의 그림에서 -cp 옵션은 클래스패스를 현재 디렉터리로 설정하겠다는 의미이며, 별도의 위치로 잡고 싶다면 절대경로를 입력해주는 것을 권장한다.

5. Scanner 클래스

앞서 본 Console 클래스는 콘솔에서 문자를 읽을 수 있지만, 기본 타입(정수, 실수 등) 의 값은 한 번에 읽을 수 없다. 대신 java.util 패키지에 존재하는 Scanner 클래스를 사용하면 콘솔로부터 기본 타입의 값을 바로 읽을 수 있다.
Scanner 객체를 생성하기 위해서는 아래와 같이 생성자에 System.in 매개값을 주면 된다.

[Java Code]

Scanner scanner = new Scanner(System.in);

Scanner 클래스는 콘솔에서만 사용되는 것이 아니라, 생성자의 매개값에 따라 File, InputStream, Path 등과 같이 다양한 형태의 입력 소스를 지정할 수 있다. 때문에 Scanner 클래스에서는 기본 타입의 값을 읽기 위해 다음의 메소드들을 제공한다.

반환 타입	메소드	설명
boolean	nextBoolean()	boolean 값 (True / False) 을 읽는다.
byte	nextByte()	byte 값을 읽는다.
short	nextShort()	short 값을 읽는다.
int	nextInt()	int 값을 읽는다.
long	nextLong()	long 값을 읽는다.
float	nextFloat()	float 값을 읽는다.
double	nextDouble()	double 값을 읽는다.
String	nextLine()	String 값을 읽는다.

위의 메소드를 콘솔에서 데이터를 입력 후 Enter 키를 누르면 동작하도록 되어있다. 확인을 위해 아래와 같이 콘솔로부터 문자열, 정수, 실수를 직접 읽고 다시 콘솔로 출력하는 프로그램을 작성해보자.

[Java Code]

import java.util.Scanner;

public class ex28_12_ScannerTest {

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

        System.out.print("문자열 입력: ");
        String inputString = scanner.nextLine();
        System.out.println(inputString);
        System.out.println();

        System.out.print("정수 입력: ");
        int inputInt = scanner.nextInt();
        System.out.println(inputInt);
        System.out.println();

        System.out.print("실수 입력: ");
        double inputDouble = scanner.nextDouble();
        System.out.println(inputDouble);
        System.out.println();

    }

}

[실행 결과]

문자열 입력: slykid
slykid

정수 입력: 10
10

실수 입력: 98.76
98.76