Part 12 구조체와 공용체 안산1대학 디지털정보통신과 임 성 국

이 장의 내용 구조체 개요 구조체 배열과 포인터 구조체를 매개변수로 전달 공용체

12.1 구조체 개요

구조체란 무엇인가 ? 예: 학생관리 프로그램의 각 학생에 대한 기록(record) 구조체는 여러 자료형 변수들의 집합체이다. 한 학생에 대한 자료들을 한 곳에 모아서 관리하면 편리 한 학생의 이름, 학번, 나이, 전화번호, 전공 등 구조체는 여러 자료형 변수들의 집합체이다. 구조체 구문 구조 struct 구조체명 {    자료형1 멤버명1;    자료형2 멤버명2;        ... }; 멤버 변수 혹은 필드 변수 구조체를 구성하는 변수

구조체 정의 1 구조체 정의 구조체 변수 선언 struct student { char name[20]; int stud_id;     char year;     char major[20];  }; 구조체 변수 선언 struct student  s1, s2;

구조체 정의 2 형정의(typedef) 사용하여 구조체 자료형 이름 정의 구조체 형 변수선언 typedef struct {     char name[20];      int stud_id;       char year;     char major[20]; } STUD; 구조체 형 변수선언     STUD s1, s2;

구조체 정의 3 구조체 정의할 때 변수 함께 선언 struct student { char name[20];     int stud_id;       char year;     char major[20]; } s1, s2;

구조체 정의 4 구조체 이름을 붙이지 않고 구조체와 변수 동시 선언 struct { char name[20];     int stud_id;       char year;     char major[20]; } s1, s2;

구조체 변수를 위한 기억공간 구조체 변수를 위한 기억공간 struct student 형의 변수를 위한 기억공간 할당 구조체의 각 멤버들을 위한 기억공간을 연속적으로 할당 struct student 형의 변수를 위한 기억공간 할당

struct.c 실행결과: struct student 크기: 48 변수 s의 크기: 48

구조체 변수 사용 구조체 변수에 포함된 멤버 변수에 접근하기 위해서 점 연산자를 사용한다. 구문 형식 구조체변수.멤버명 예를 들어 s1.name = "아람이"; s1.stud_id = 20060101; s1.year = 2; s1.major = "컴퓨터과학";

student.c 실행결과: 이름: 아람이 학번: 20060101 학년: 2 전공: 컴퓨터과학 아람이 학생의 정보

12.2 구조체 배열과 포인터

구조체 배열 구조체 배열의 각 원소는 하나의 구조체이다. 구문 형식 struct 구조체명 배열명[원소의 개수]; 예를 들어 구조체 배열의 각 원소는 하나의 구조체이다.  구문 형식 struct 구조체명 배열명[원소의 개수]; 예를 들어 struct student stud[100]; 구조체 배열 초기화 예 struct student stud[] = {     {"아람이", 20060101, 2, "컴퓨터과학"},     {"다람이", 20060405, 2, "영문학"},      ...     {"호돌이", 20061113, 1, "의학" } };

구조체 배열 멤버 사용 예를 들어 stud 배열의 2번째 구조체의 멤버 사용 stud[1].name stud[1].stud_id  stud[1].year stud[1].major

실행결과 실행결과: 입력할 학생수: 4 이름: 아람이 학번: 20060101 학년: 2 전공: 컴퓨터과학 이름: 다람이 학번: 20060405 전공: 영문학 이름: 호돌이 학번: 20060104 이름: 꾀돌이 학번: 20050206 학년: 3 전공: 전자공학 실행결과: * 컴퓨터과학 전공 학생 * 이름: 아람이 학번: 20060101 학년: 2 이름: 호돌이 학번: 20060104 총 2 명입니다.

구조체 포인터 구조체에 대한 포인터를 이용하여 구조체 참조 구조체 포인터 변수 선언 형식 예를 들어 struct 구조체명 *포인터명; 예를 들어 typedef struct {              float re;      // 실수부     float im;      // 허수부 } COMPLEX ; COMPLEX x, y[5], *p = &x;

COMPLEX 구조체 x: COMPLEX 형 변수 y: COMPLEX 배열 p: COMPLEX 형의 포인터 변수로 COMPLEX 구조체 x를 가리킨다.

구조체 포인터 사용 *p는 p가 가리키는 구조체 구조체 포인터 p가 가리키는 구조체 내의 멤버 (*p).re (*p).im 주의! *p.re == *(p.re)의 의미 구조체 포인터 연산자 -> 사용하여 멤버 접근 구조체포인터->멤버명 == * 구조체포인터.멤버명 예를 들어  p->re   p->im

complex.c 실행결과: x     = 1.0 + 2.0 i y     = 5.0 + 10.0 i x + y = 6.0 + 12.0 i

구조체 대입 구조체 변수간의 대입이 가능하며 이 경우 모든 멤버가 한번에 대입된다. 예를 들어 COMPLEX a, b;      //  a, b는 구조체 b.re = 6; b.im = 9; a = b; 

12.3 구조체를 매개변수로 전달

구조체를 매개변수로 전달 구조체 자체 혹은 구조체 포인터를 매개변수로 전달할 수 있다. (1) 구조체 자체를 매개변수로 전달하는 방법 함수를 정의할 때 구조체를 매개변수로 선언하고 함수가 호출될 때 실 매개변수로 구조체를 전달 실 매개변수 구조체의 모든 값이 형식 매개변수에 그대로 복사 (2) 구조체 포인터를 매개변수로 전달하는 방법 구조체의 포인터를 실 매개변수로 건네주어 이 포인터로 구조체를 참조하는 방법 구조체 전체를 복사할 필요가 없으므로 시간이 적게 든다.

구조체 매개변수 예 1 두 개의 복소수를 더하는 함수 COMPLEX add_complex1(COMPLEX x, COMPLEX y) {     COMPLEX result;     result.re = x.re + y.re;     result.im = x.im + y.im     return result; } add_complex1가 리턴하는 구조체를 다른 구조체 변수에 대입      COMPLEX a, b, c; a.re = 3.0; a.im = 4.0; b.re = 2.0; b.im = 5.0; c = add_complex2(a, b);

구조체 매개변수 예 2 두 개의 복소수를 더하는 함수 add_complex2 함수 호출 COMPLEX add_complex2(COMPLEX *x, COMPLEX *y) {       COMPLEX result;    result.re = x->re + y->re;    result.im = x->im + y->im;    return result; } add_complex2 함수 호출 COMPLEX a, b, c; ... c = add_complex2(&a, &b);

12.4 공용체

공용체(union) 구조체와 비슷하게 여러 개의 멤버 변수로 구성된다 한 순간에 하나의 멤버 변수만 사용할 수 있다. 공용체 정의 union 공용체명 {    자료형1 멤버명1;    자료형2 멤버명2;        : }; 공용체 변수 선언 union 공용체명 변수명;

공용체 예 가격을 나타내는 공용체 가격은 원, 달러, 유로 중 하나로 표시 union price { int won; // 원     float dollar; // 달러     float euro;    // 유로 }; union price book_price; book_price.won = 10000;

공용체 예 멤버 변수 won, dollar, euro가 모두 한 기억공간을 공유 주의 ! 공용체 내의 다른 멤버 변수에 새로이 데이터를 대입하면 기존의 데이터는 지워진다 dollar 값을 대입하면 won 값은 지워진다. book_price.won = 10000; book_price.dollar = 39.99;

공용체 배열/포인터 공용체도 배열이나 포인터 형태로도 선언되어 사용될 수 있다. 예를 들어 공용체 배열 선언 공용체도 배열이나 포인터 형태로도 선언되어 사용될 수 있다.  예를 들어 공용체 배열 선언 union price book_prices[10];              공용체 포인터 및 변수 선언 union price book_price, *price_ptr;  공용체 주소를 공용체 포인터 변수에 대입   price_ptr = &book_price;                 

12.5 중첩 구조체

중첩 구조체(nested structure) 구조체의 멤버로서 다른 구조체를 사용할 수 있다. 복잡한 구조의 데이터를 관리하기 위해 예 struct date {    short year;   // 연도    char month;    // 월     char date;    // 일 }; struct book {    char title[50];       // 책 제목    char author[20];      // 저자    char publisher[20];   // 출판사   struct date pub_day;  // 출판일 } book1;

중첨 구조체 접근 중첩 구조체에서 내부 구조체의 멤버 접근 예 외부_구조체명.내부_구조체명.멤버명 book1.pub_day.year = 2006; 

중첩 구조체 다른 구조체에 대한 포인터를 구조체의 멤버로 사용 이 포인터 pub_day를 사용하기 위해서 struct book {     char title[50];     char author[20];           char publisher[20];                struct date *pub_day;  } book1;  이 포인터 pub_day를 사용하기 위해서 이 포인터가 실제 date 구조체를 가리키고 있어야 한다. 예를 들어, book1.pub_day = (struct date *) malloc(sizeof(struct date));

구조체에 대한 포인터 변수 book 구조체에 대한 포인터 변수 선언/사용 구조체 변수 포인터 연산자 -> 사용 예를 들어 struct book *book_ptr; book_ptr = &book1; 구조체 변수 포인터 연산자 -> 사용 외부_구조체_포인터명->내부_구조체_포인터명->멤버명 예를 들어 book_ptr->pub_day->year = 2005; book_ptr->author = "다람이";

12.6 자기 참조 구조체

자기참조 구조체 여러 권의 책에 대한 정보를 어떻게 저장해야 할까? 구조체 내에 자신을 가리킬 수 있는 포인터 변수를 선언 구조체 배열을 이용: 배열의 크기를 미리 정해야 한다. 보다 유연한 데이터 표현 방법이 필요하다. 구조체 내에 자신을 가리킬 수 있는 포인터 변수를 선언 struct book {     char title[50];     char author[20];           char publisher[20];                struct date pub_day;      struct book *next; };

자기참조 구조체 사용 struct book *ptr; // 첫 번째 책을 위한 구조체 생성 ptr = (struct book *) malloc(sizeof(struct book)); ...                                               // 첫 번째 책 자료 대입 // 두 번째 책을 위한 구조체 생성 ptr->next = (struct book *) malloc(sizeof(struct book));  ptr = ptr->next;                     // 두 번째 책 구조체를 포인터 ...                                                 // 두 번째 책 자료 대입 // 세 번째 책을 위한 구조체 생성 ptr->next = (struct book *) malloc(sizeof(struct book));                ptr = ptr->next;                           // 세 번째 책 구조체를 포인터 ...                                                // 세 번째 책 자료 대입

12.7 열거형

열거형(enumerated type) 열거형 열거형 정의 일련의 관련 정수 상수들의 집합을 하나의 자료형으로 정의 열거형은 자료형의 일종이므로 하나의 자료형으로 사용 특히 변수 값이 특정 집합으로 제한된 경우에 좋다. 열거형을 사용하면 코드가 보다 간결해지고 읽기 쉬워진다. 열거형 정의 enum 열거명 {     상수명 [= 정수값], ..., 상수명 [= 정수값] };

열거형 예 열거형 정의 실제로는 enum day 형의 변수 선언 enum day {     sun, mon, tue, wed, thu, fri, sat }; 실제로는     sun = 0, mon = 1, tue = 2, wed = 3, thu = 4, fri = 5, sat = 6 enum day 형의 변수 선언 enum day d1,d2; d1 = fri;

열거형 이용 함수 다음 요일을 리턴하는 함수 next_day() enum day next_day(enum day d) {     return (enum day)((int)d+1); }

열거형에서 초기화 열거형에서 상수명의 값을 초기화 가능하다. 열거형을 정의하면서 변수 선언도 함께 할 수도 있다. 열거형에서 상수명의 값을 초기화 가능하다. 열거형을 정의하면서 변수 선언도 함께 할 수도 있다. enum suit {     club = 1, diamond = 2, heart = 3, spade = 4 } a, b, c;

Key Point

Key Point 구조체는 여러 자료형 변수들의 집합체이다. 구조체 변수에 포함된 멤버 변수에 접근하기 위해서 점 연산자를 사용한다. 구조체 배열의 각 원소는 하나의 구조체이다.  구조체 포인터를 사용하는 경우에는 구조체 포인터 연산자인 -> 연산자를 사용하여 멤버에 접근할 수 있다. 구조체 변수간의 대입이 가능하며 이 경우 모든 멤버가 한번에 대입된다. 구조체 자체 혹은 구조체 포인터를 매개변수로 전달할 수 있다. 공용체는 구조체와 비슷한데 한 순간에 하나의 멤버만 사용할 수 있다. 구조체의 멤버로서 다른 구조체를 사용할 수 있다.

프로그래밍 실습

▶ 프로그래밍 실습 도서에 대한 데이터 입력 기능과 도서에 대한 열람 기능을 제공하는 간단한 도서관리 프로그램을 구현해보자. 이 프로그램은 크게 도서정보 입력과 도서 검색 기능을 제공한다. 1. 헤더 파일 book.h 작성 12장에서 정의한 struct book을 확장해서 book.h에 새로운 구조체를 작성한다. 2. 프로그램에서 다음과 같은 메뉴를 출력한다. 1. 도서 입력 2. 저자별 검색 3. 제목 검색 4. 끝 메뉴를 선택하세요:

▶ 프로그래밍 실습 3. 새로운 책이 들어올 때마다 메뉴 1번을 선택하여 책에 대한 정보를 입력받는다. 책에 대한 정보는 제목, 저자, 출판사, 출판일, 가격 등이며 책이 들어오는 순서에 따라 일련번호를 붙인다. 책에 대한 정보는 struct book 형의 배열에 저장한다. 4. 메뉴 2번을 선택하면 저자명으로 도서 정보를 검색하여 출력해준다. 5. 메뉴 3번을 선택하면 책의 제목으로 도서 정보를 검색하여 출력해준다.