C言語入門｜文字コードとファイル形式の基本

C言語入門｜文字コードとファイル形式の基本

ファイルに触る前に知っておきたい考え方

「よし、次はファイルに書き込みだ！」
そう思いたくなるところですが、その前にひとつ大事な考え方があります。

それが ストリーム です。

C言語では、ファイルを直接ゴリっと一気に読み書きする、という発想はあまりしません。
プログラムと外部の世界との間で、データが少しずつ流れる道 を用意して、そこを通してやりとりを行います。

この「データの通り道」がストリームです。

ストリームとは何か

ストリームとは、
プログラムと外部（ファイル・画面・キーボードなど）をつなぐ、データの流れ
のことです。

イメージとしては、次のように考えるとわかりやすいです。

• 外部にあるファイルや装置が上流
• プログラムが下流
• データが少しずつ流れてくる小さな川

なぜ少しずつ処理するのか

ファイル入出力では、次のような事情があります。

そこで、

• 読み取りも
• 書き込みも

少しずつ流す仕組み が必要になります。
これを実現するのがストリームです。

プログラム外部とのデータのやりとり

プログラムが扱うデータは、必ずしもファイルだけではありません。

実は、次のようなものもすべてストリームの接続先と考えられます。

C言語では、
「どこから来たデータか」より「どのストリームから来たか」
という考え方をします。

この統一された発想のおかげで、
ファイル入力も画面出力も、似た書き方で扱えるのです。

標準入出力という特別なストリーム

C言語プログラムでは、main関数が始まった瞬間から、
特別な3つのストリームがすでに用意されています。

それが 標準入出力 です。

C言語の3つの標準ストリーム

これらは 自分でopenしなくても使える、とても便利なストリームです。

すでに使っている標準入出力

実は、これまでの学習で、あなたはすでに標準ストリームを使いこなしています。

printf の役割

printf は、
標準出力ストリームにデータを書き込む関数 です。

つまり、

• printf で出力した文字は
• stdout を通って
• ディスプレイに表示される。

という流れになっています。

scanf の役割

scanf は、
標準入力ストリームからデータを読み取る関数 です。

• キーボードから入力された文字が
• stdin を通って
• プログラムに届く

というわけです。

これまで当たり前のように使ってきた関数も、
実はストリームを介した入出力だったのです。

標準エラー出力の存在意義

標準エラー出力 stderr は、
エラーメッセージ専用のストリームです。

stdout と同じディスプレイに表示されることが多いですが、
役割ははっきり分かれています。

この分離のおかげで、

• 正常な出力だけをファイルに保存する。
• エラーは画面に表示する。

といった制御が可能になります。

標準入出力の接続先は変えられる

多くのOSでは、プログラム起動時に、

• stdin → キーボード
• stdout → 画面
• stderr → 画面

という接続が自動で行われます。

しかし、
リダイレクト というOSの機能を使うと、この接続先を変更できます。

たとえば、

• 標準出力をファイルにつなぐ
• 標準入力をファイルから読む

といったことが可能です。

C言語側のコードは一切変えなくても、
入出力の向きだけを変えられるのは、
ストリームという考え方のおかげです。

この章で扱うこと

この先の章では、

• ファイルにつながるストリームを開く方法
• ファイルから読み取る方法
• ファイルへ書き込む方法

を、順番に解説していきます。

今はまず、

C言語では、入出力はすべてストリームを通して行われる

という考え方を、しっかり頭に入れておいてください。