바이너리 파일 (Binary File)

# 바이너리 파일 (Binary File)

## 텍스트 vs 바이너리

| 구분 | 텍스트 모드 | 바이너리 모드 |
|------|------------|-------------|
| 데이터 | 사람이 읽을 수 있는 문자 | 메모리 그대로 (raw bytes) |
| 개행 처리 | OS마다 변환 (Windows: `\r\n`) | 변환 없음 |
| 속도 | 파싱 필요, 상대적으로 느림 | 빠름 |
| 파일 크기 | 숫자 → 문자열 변환으로 클 수 있음 | 타입 크기 그대로 |
| 모드 | `"r"`, `"w"` | `"rb"`, `"wb"` |

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## fwrite — 바이너리 쓰기

```c
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
```

- `ptr`이 가리키는 메모리에서 `size * nmemb` 바이트를 파일에 씁니다.
- 반환값: 성공적으로 쓴 원소 수

```c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

FILE *fp = fopen("numbers.bin", "wb");
    if (!fp) { perror("fopen"); return 1; }

size_t written = fwrite(numbers, sizeof(int), 5, fp);
    printf("쓴 원소 수: %zu\n", written);  // 5

fclose(fp);
    return 0;
}
```

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## fread — 바이너리 읽기

```c
size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream);
```

- 파일에서 `size * nmemb` 바이트를 읽어 `ptr`에 저장합니다.
- 반환값: 성공적으로 읽은 원소 수

```c
int loaded[5];

FILE *fp = fopen("numbers.bin", "rb");
if (!fp) { perror("fopen"); return 1; }

size_t n = fread(loaded, sizeof(int), 5, fp);
printf("읽은 원소 수: %zu\n", n);

for (size_t i = 0; i < n; i++) {
    printf("%d ", loaded[i]);   // 10 20 30 40 50
}
printf("\n");

fclose(fp);
```

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## 구조체 직렬화 (Struct Serialization)

구조체를 통째로 파일에 저장하고 불러올 수 있습니다.

```c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef struct {
    char  name[50];
    int   age;
    float gpa;
} Student;

// 구조체 배열을 바이너리 파일에 저장
void save_students(const char *path, const Student *arr, int n) {
    FILE *fp = fopen(path, "wb");
    if (!fp) { perror("fopen"); return; }

fwrite(&n, sizeof(int), 1, fp);         // 원소 수 먼저 저장
    fwrite(arr, sizeof(Student), n, fp);    // 구조체 배열 저장

fclose(fp);
}

// 바이너리 파일에서 구조체 배열 불러오기
int load_students(const char *path, Student *arr, int max) {
    FILE *fp = fopen(path, "rb");
    if (!fp) { perror("fopen"); return 0; }

int n = 0;
    fread(&n, sizeof(int), 1, fp);          // 원소 수 읽기
    if (n > max) n = max;
    fread(arr, sizeof(Student), n, fp);     // 구조체 배열 읽기

fclose(fp);
    return n;
}

int main(void) {
    Student students[] = {
        {"Alice",   20, 3.8f},
        {"Bob",     22, 3.5f},
        {"Charlie", 21, 3.2f},
    };
    save_students("students.bin", students, 3);

Student loaded[10];
    int n = load_students("students.bin", loaded, 10);

for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%-10s %3d  %.1f\n", loaded[i].name, loaded[i].age, loaded[i].gpa);
    }
    return 0;
}
```

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## 파일 위치 제어

```c
// ftell — 현재 파일 위치(오프셋) 반환
long pos = ftell(fp);

// fseek — 파일 위치 이동
fseek(fp, 0, SEEK_SET);    // 파일 처음으로
fseek(fp, 0, SEEK_END);    // 파일 끝으로
fseek(fp, -10, SEEK_CUR);  // 현재 위치에서 10바이트 뒤로

// 파일 크기 구하기
fseek(fp, 0, SEEK_END);
long size = ftell(fp);
fseek(fp, 0, SEEK_SET);    // 처음으로 되돌리기

// rewind — 파일 처음으로 (fseek(fp, 0, SEEK_SET)과 동일)
rewind(fp);
```

### 특정 인덱스의 구조체만 읽기

```c
// i번째 Student 직접 접근
long offset = sizeof(int) + sizeof(Student) * i;  // 앞에 n(int)가 저장됨
fseek(fp, offset, SEEK_SET);
Student s;
fread(&s, sizeof(Student), 1, fp);
```

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## 바이너리 파일 주의사항

| 주의 사항 | 내용 |
|-----------|------|
| 패딩 의존 | 구조체 패딩이 컴파일러/플랫폼마다 다를 수 있음 |
| 엔디안 | 다른 아키텍처에서는 바이트 순서가 다를 수 있음 |
| 이식성 | 텍스트 파일보다 이식성이 낮음 |
| 용도 | 성능이 중요하거나 같은 플랫폼 내 저장 시 사용 |

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## 정리

| 함수 | 역할 |
|------|------|
| `fwrite(ptr, size, n, fp)` | `n`개의 `size`바이트 원소 쓰기 |
| `fread(ptr, size, n, fp)` | `n`개의 `size`바이트 원소 읽기 |
| `fseek(fp, offset, whence)` | 파일 커서 위치 이동 |
| `ftell(fp)` | 현재 커서 위치(바이트) 반환 |
| `rewind(fp)` | 커서를 파일 처음으로 이동 |

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