스트림, BufferedReader vs. Scanner

Java 언어를 사용해서 백준 문제를 풀고 있었는데, Scanner를 사용해서 입력을 받을 때는 시간 초과가 나고 BufferedReader를 사용하자 시간 초과 에러가 발생하지 않았다. 이 둘이 어떤 차이가 있는지 알아보자.

✅ 스트림

스트림(Stream)을 통해 값을 입력하고, 값을 출력할 수 있다. 스트림은 바이트(byte) 데이터를 읽고 출력하는 "바이트 기반 스트림"과 문자(char) 데이터를 읽고 출력하는 "문자 기반 스트림"으로 구분된다.

✅ 보조 스트림

"보조 스트림" 이란 다른 스트림과 연결되어 여러가지 편리한 기능을 제공하는 스트림이다.

• 자체적으로 입출력이 불가능하기 때문에 입출력 소스와 바로 연결과는 InputStream, OutputStream, Reader, Writer 등에 연결하여 입출력을 수행한다. 
• 문자 변환, 입출력 성능 향상, 기본 타입 입출력 등의 기능을 제공한다.
• 보조 스트림을 연속적으로 연결할 수 있다 .

보조 스트림을 연속적으로 연결할 수 있다.

✔️ 문자 변환 보조 스트림

소스 스트림이 바이트 기반 스트림(InputStream, OutputStream, FileInputStream, FileOutputStream)이면서, 입출력 데이터가 문자일 경우 Reader와 Writer로 변환해서 사용하는 것이 편리하다. 

OutputStreamWriter (OutputStream → Writer)

: 바이트 기반 출력 스트림에 연결되어 문자 출력 스트림인 Writer로 변환하는 보조 스트림

FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt");
Writer writer = new OutputStreamWriter(fos);

InputStreamReader (InputStream → Reader)

: 바이트 기반 입력 스트림에 연결되어 문자 입력 스트림인 Reader로 변환하는 보조 스트림 (byte → char)

// 키보드 입력
InputStream is = System.in;
Reader r = new InputStreamReader(is);

// 파일 입력 
FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt");
Reader r = new InputStreamReader(fis);

 

✔️ 성능 향상 보조 스트림

메모리 버퍼를 추가로 제공하여 프로그램의 실행 성능을 향상한다. 

BufferedOutputStream, BufferedWriter

• BufferedOutputStream : 바이트 기반 출력 스트림에 연결
• BufferedWriter : 문자 기반 출력 스트림에 연결
• 프로그램에서 전송한 데이처를 내부 버퍼에 쌓아두었다가 버퍼가 꽉 차면, 버퍼의 모든 데이터를 한번에 보냄

BufferedInputStream, BufferedReader

: 프로그램은 외부 소스로부터 직접 읽는 것이 아닌 버퍼로부터 읽음으로써 읽기 성능이 향상된다. 

• BufferedInputStream : 바이트 기반 입력 스트림에 연결
• BufferedReader : 문자 기반 입력 스트림에 연결
  • readLine() : 줄 바꿈을 기준으로 파일을 읽는다.
  • 더 이상 읽을 라인이 없으면 null을 리턴한다.

 

✅ BufferedReader

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

// 정수 입력 : ex) "4"
n = Integer.parseInt(br.readLine());

// 배열 입력 : ex) "1 2 3 4"
StringTokenizer st;
arr = new int[n];
for(int i=0; i<n; i++){
    st = new StringTokenizer(br.readLine(), " ");  // 공백으로 구분
    arr[i] = Integer.parseInt(st.nextToken());
}

 

해당 코드에서는 보조 스트림이 2개가 사용된다. 문자 변환 보조 스트림인 "InputStreamReader"를 활용하여 byte -> char로 변환해주고, 성능 향상 보조 스트림인 "BufferedReader"를 활용하여 버퍼를 통한 읽기 성능 향상을 기대할 수 있다.

//키보드에서 byte 타입으로 입력 받음
InputStream is = System.in;  

// byte → char로 변환
InputStreamReader isr = new InputStreamReader(is); 

//버퍼를 통한 읽기 성능 향상
BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

 

✅ Scanner

Scanner sc = new Scanner(System.in);

// 정수 입력 : ex) "1"
int n = sc.nextInt();

// 배열 입력 : ex) "1 2 3 4"
int[] arr = new int[4];
for(int i=0; i<arr.length; i++){
	arr[i] = sc.nextInt();
}

1. Scanner는 BufferedReader와 달리 오버로딩을 통해 어떤 형태의 스트림이던간에 내부적으로 알아서 처리하도록 설정되어 있다. 그리고 nextInt(), nextDouble()과 같은 편의성 기능을 제공한다. 이러한 변환 과정과 정규식으로 올바른 형태인지 판단하는 과정에서 시간이 소요된다. 
2. 버퍼 기능이 없어서 읽기가 느리다.

 

참고

https://velog.io/@kkimbj18/%EB%B2%84%ED%8D%BC%EB%A5%BC-%EC%82%AC%EC%9A%A9%ED%95%98%EB%8A%94-%EC%9D%B4%EC%9C%A0-Feat.-BufferedReader-vs-Scanner-cache