쉽게 풀어쓴 C언어 Express 제10장 배열 C Express
배열을 사용하면 한 번에 여러 개의 값을 저장할 수 있는 공간을 할당받을 수 있다. 이번 장에서 학습할 내용 배열을 사용하면 한 번에 여러 개의 값을 저장할 수 있는 공간을 할당받을 수 있다. 반복의 개념 이해 배열의 개념 배열의 선언과 초기화 일차원 배열 다차원 배열
배열의 필요성 학생이 10명이 있고 이들의 평균 성적을 계산한다고 가정하자. 방법 #1 : 개별 변수 사용 int s0; 개별변수를 사용하는 방법은 학생수가 많아지면 번거로워집니다. 방법 #1 : 개별 변수 사용 int s0; int s1; … int s9; 방법 #1 : 배열 사용 int[10];
배열이란? 배열(array): 동일한 타입의 데이터가 여러 개 저장되어 있는 데이터 저장 장소 배열 안에 들어있는 각각의 데이터들은 정수로 되어 있는 번호(첨자)에 의하여 접근 배열을 이용하면 여러 개의 값을 하나의 이름으로 처리할 수 있다.
배열 원소와 인덱스 인덱스(index): 배열 원소의 번호 첨자 또는 인덱스
배열의 선언 자료형: 배열 원소들이 int형라는 것을 의미 배열 이름: 배열을 사용할 때 사용하는 이름이 grade 배열 크기: 배열 원소의 개수가 10개 인덱스(배열 번호)는 항상 0부터 시작한다. int score[60]; // 60개의 int형 값을 가지는 배열 grade float cost[12]; // 12개의 float형 값을 가지는 배열 cost char name[50]; // 50개의 char형 값을 가지는 배열 name char src[10], dst[10]; // 2개의 문자형 배열을 동시에 선언 int index, days[7]; // 일반 변수와 배열을 동시에 선언
배열 원소 접근 grade[5] = 80 grade[5] = 80; grade[1] = grade[0]; grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4] grade[5] grade[6] grade[7] grade[8] grade[9] grade[5] = 80 인덱스 grade[5] = 80; grade[1] = grade[0]; grade[i] = 100; // i는 정수 변수 grade[i+2] = 100; // 수식이 인덱스가 된다. grade[index[3]] = 100; // index[]는 정수 배열
배열 선언 예제 #include <stdio.h> int main(void) grade[0]=10 { int i; int grade[5]; grade[0] = 10; grade[1] = 20; grade[2] = 30; grade[3] = 40; grade[4] = 50; for(i=0;i < 5; i++) printf("grade[%d]=%d\n",i, grade[i]); return 0; } grade[0]=10 grade[1]=20 grade[2]=30 grade[3]=40 grade[4]=50
배열과 반복문 배열의 가장 큰 장점은 반복문을 사용하여서 배열의 원소를 간편하게 처리할 수 있다는 점 grade[0] = 0; #define SIZE 5 ... for(i=0 ; i<SIZE ; i++) grade[i] = 0;
배열 선언 예제 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define SIZE 5 int main(void) { int i; int grade[SIZE]; for(i = 0; i < SIZE; i++) grade[i] = rand() % 100; printf("grade[%d]=%d\n", i, grade[i]); return 0; } grade[0]=41 grade[1]=67 grade[2]=34 grade[3]=0 grade[4]=69
배열 선언 예제 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define SIZE 5 int main(void) { int i; int grade[SIZE]; printf("5명의 점수를 입력하시오\n"); for(i = 0; i < SIZE; i++) scanf("%d", &grade[i]); printf("grade[%d]=%d\n", i, grade[i]); return 0; } 5명의 점수를 입력하시오 23 35 67 45 21 grade[0]=23 grade[1]=35 grade[2]=67 grade[3]=45 grade[4]=21
배열 선언 예제 #include <stdio.h> #define STUDENTS 5 int main(void) { int grade[STUDENTS]; int sum = 0; int i, average; for(i = 0; i < STUDENTS; i++) printf("학생들의 성적을 입력하시오: "); scanf("%d", &grade[i]); } sum += grade[i]; average = sum / STUDENTS; printf("성적 평균= %d\n", average); return 0; 학생들의 성적을 입력하시오: 10 학생들의 성적을 입력하시오: 20 학생들의 성적을 입력하시오: 30 학생들의 성적을 입력하시오: 40 학생들의 성적을 입력하시오: 50 성적 평균 = 30
잘못된 인덱스 문제 인덱스가 배열의 크기를 벗어나게 되면 프로그램에 치명적인 오류를 발생시킨다. C에서는 프로그래머가 인덱스가 범위를 벗어나지 않았는지를 확인하고 책임을 져야 한다. int grade[5]; … grade[5] = 60; // 치명적인 오류!
잘못된 인덱스 예제 #include <stdio.h> int main(void) { int grade[5]; int i; grade[0]=10; grade[1]=20; grade[2]=30; grade[3]=40; grade[4]=50; grade[5]=60; for(i = 0; i <= 5; i++) printf("grade[%d]=%d\n", i, grade[i]); return 0; } 시스템에 심각한 오류가 발생할 수도 있다.
배열의 초기화 int grade[5] = { 10,20,30,40,50 }; 60 }; grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4] grade[5] 초기값을 일부만 주면 나머지 원소들은 0으로 초기화됩니다. int grade[5] = { 10 , 20 , 30 }; grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4]
배열의 초기화 배열의 크기가 주어지지 않으면 자동적으로 초기값의 개수만큼이 배열의 크기로 잡힌다. 10 20 30 40 50 6 int grade[ ] = { 10 , 20 , 30 , 40 , 50 , 60 }; grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4] grade[5]
배열 초기화 예제 #include <stdio.h> int main(void) { int grade[5] = { 31, 63, 62, 87, 14 }; int i; for(i = 0; i < 5; i++) printf("grade[%d] = %d\n", i, grade[i]); return 0; } grade[0] = 31 grade[1] = 63 grade[2] = 62 grade[3] = 87 grade[4] = 14
배열 초기화 예제 #include <stdio.h> int main(void) { int grade[5] = { 31, 63 }; int i; for(i = 0; i < 5; i++) printf("grade[%d] = %d\n", i, grade[i]); return 0; } grade[0] = 31 grade[1] = 63 grade[2] = 0 grade[3] = 0 grade[4] = 0
배열 초기화 예제 #include <stdio.h> int main(void) { int grade[5] ; int i; for(i = 0; i < 5; i++) printf("grade[%d] = %d\n", i, grade[i]); return 0; } grade[0]=4206620 grade[1]=0 grade[2]=4206636 grade[3]=2018779649 grade[4]=1
배열 초기화 예제 #include <stdio.h> int main(void) { int grade[5] ; int i; for(i = 0; i < 5; i++) printf("grade[%d] = %d\n", i, grade[i]); return 0; } grade[0]=4206620 grade[1]=0 grade[2]=4206636 grade[3]=2018779649 grade[4]=1
배열 원소의 개수 계산 int grade[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 }; int i, size; size = sizeof(grade) / sizeof(grade[0]); for(i = 0; i < size ; i++) printf("%d ", grade[i]); 배열 원소 개수 자동 계산
배열의 복사 잘못된 방법 올바른 방법 int grade[SIZE]; int score[SIZE]; score = grade; // 컴파일 오류! 잘못된 방법 #include <stdio.h> #define SIZE 5 int main(void) { int i; int a[SIZE] = {1, 2, 3, 4, 5}; int b[SIZE]; for(i = 0; i < SIZE; i++) b[i] = a[i]; return 0; } 올바른 방법 원소를 일일이 복사한다
배열의 비교 #include <stdio.h> #define SIZE 5 int main(void) { int i; int a[SIZE] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int b[SIZE] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; if( a == b ) // ① 올바르지 않은 배열 비교 printf("잘못된 결과입니다.\n"); else for(i = 0; i < SIZE ; i++) // ② 올바른 배열 비교 { if ( a[i] != b[i] ) { printf("a[]와 b[]는 같지 않습니다.\n"); return 0; } } printf("a[]와 b[]는 같습니다.\n"); return 0; } 원소를 일일이 비교한다
실습: 최소값 찾기 우리는 인터넷에서 상품을 살 때, 가격 비교 사이트를 통하여 가장 싼 곳을 검색한다. 일반적으로 배열에 들어 있는 정수 중에서 최소값을 찾는 문제와 같다.
실행 결과 --------------------------------------- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 28 81 60 83 67 10 66 97 37 94 최소값은 10입니다.
알고리즘 배열 prices[]의 원소를 난수로 초기화한다. 일단 첫 번째 원소를 최소값 minium이라고 가정한다. for(i=1; i<배열의 크기; i++) if ( prices[i] < minimum ) minimum = prices[i] 반복이 종료되면 minimum에 최소값이 저장된다.
실습: 최소값 찾기 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define SIZE 10 int main(void) { int prices[SIZE] = { 0 }; int i, minimum; printf("---------------------------------------\n"); printf("1 2 3 4 5 6 7 8 9 10\n"); srand( (unsigned)time( NULL ) ); for(i = 0; i < SIZE; i++){ prices[i] = (rand()%100)+1; printf("%-3d ",prices[i]); } printf("\n\n"); 물건의 가격 출력
실습: 최소값 찾기 < < < < > > > > > minimum = prices[0]; for(i = 1; i < SIZE; i++) { if( prices[i] < minimum ) minimum = prices[i]; } printf("최소값은 %d입니다.\n", minimum); return 0; 첫 번째 배열 원소를 최소값으로 가정 현재의 최소값보다 배열 원소가 작으면, 배열 원소를 최소값으로 복사한다. grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4] grade[5] grade[6] grade[7] grade[8] grade[9] 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 20 30 40 60 70 < < < < > > > > > 40 10 50 20 30 min
배열 원소 역순 출력 10 20 30 40 50 #include <stdio.h> #define SIZE 5 int main(void) { int data[SIZE]; int i; for(i = 0; i < SIZE; i++) // 정수를 입력받는 루프 { printf("정수를 입력하시오:"); scanf("%d", &data[i]); } for(i = SIZE - 1;i >= 0; i--) // 역순출력루프 printf("%d\n", data[i]); return 0; } 10 20 30 40 50 data[0] data[1] data[2] data[3] data[4] SIZE = 5 정수를 입력하시오:10 정수를 입력하시오:20 정수를 입력하시오:30 정수를 입력하시오:40 정수를 입력하시오:50 50 40 30 20 10
예제 30 20 10 40 50 #include <stdio.h> #define STUDENTS 5 int main(void) { int grade[STUDENTS] = { 30, 20, 10, 40, 50 }; int i, s; for(i = 0; i < STUDENTS; i++) { printf("번호 %d: ", i); for(s = 0; s < grade[i]; s++) printf("*"); printf("\n"); } return 0; } grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4] 30 20 10 40 50 STUDENTS = 5 번호 0: ****************************** 번호 1: ******************** 번호 2: ********** 번호 3: **************************************** 번호 4: ************************************************** 30 20 10 40 50
배열과 함수 배열의 경우에는 사본이 아닌 원본이 전달된다. int main(void) { ... get_average( , int n); } int get_average(int score[], int n) sum += score[i]; 배열 매개 변수의 경우, 원본이 직접 참조됩니다.
배열과 함수 #include <stdio.h> #define STUDENTS 5 int get_average(int score[], int n); // ① int main(void) { int grade[STUDENTS] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int avg; avg = get_average(grade, STUDENTS); printf("평균은 %d입니다.\n", avg); return 0; } int get_average(int score[], int n) // ② int i; int sum = 0; for(i = 0; i < n; i++) sum += score[i]; return sum / n; 배열이 인수인 경우, 참조에 의한 호출 배열의 원본이 score[]로 전달
배열이 함수의 인수인 경우 1/2 #include <stdio.h> #define SIZE 7 void square_array(int a[], int size); void print_array(int a[], int size); int main(void) { int list[SIZE] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 } ; print_array(list, SIZE); square_array(list, SIZE); print_array(list, SIZE); return 0; } // 배열은 원본이 전달된다. (인수 : 배열)
배열이 함수의 인수인 경우 2/2 void square_array(int a[], int size) { int i; for(i = 0; i < size; i++) a[i] = a[i] * a[i]; } void print_array(int a[], int size) printf("%3d ", a[i]); printf("\n"); 배열의 원본이 a[]로 전달 1 2 3 4 5 6 7 1 4 9 16 25 36 49
원본 배열의 변경을 금지하는 방법 void print_array(const int a[], int size) { ... } 함수 안에서 a[]는 변경할 수 없다.
정렬이란? 정렬은 물건을 크기순으로 오름차순이나 내림차순으로 나열하는 것 정렬은 컴퓨터 공학분야에서 가장 기본적이고 중요한 알고리즘중의 하나
정렬이란? 정렬은 자료 탐색에 있어서 필수적이다. (예) 만약 사전에서 단어들이 정렬이 안되어 있다면?
선택정렬(selection sort) 선택정렬(selection sort): 정렬이 안된 숫자들중에서 최소값을 선택하여 배열의 첫번째 요소와 교환
선택정렬(selection sort) 선택정렬(selection sort): 정렬이 안된 숫자들중에서 최소값을 선택하여 배열의 첫번째 요소와 교환 몇 개의 단계만 살펴보자. 5 3 8 1 2 7
선택 정렬 #include <stdio.h> #define SIZE 10 int main(void) { int list[SIZE] = { 3, 2, 9, 7, 1, 4, 8, 0, 6, 5 }; int i, j, temp, least; for(i = 0; i < SIZE-1; i++) least = i; for(j = i + 1; j < SIZE; j++) if(list[j] < list[least]) least = j; temp = list[i]; list[i] = list[least]; list[least] = temp; } for(i = 0;i < SIZE; i++) printf("%d ", list[i]); printf("\n"); return 0; 내부 for 루프로서 (i+1)번째 원소부터 배열의 마지막 원소 중에서 최소값을 찾는다. 현재의 최소값과 비교하여 더 작은 정수가 발견되면 그 정수가 들어 있는 인덱스를 least에 저장한다. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 list[i]와 list[least]를 서로 교환
변수의 값을 서로 교환할 때 다음과 같이 하면 안됨 grade[i] = grade[least]; // grade[i]의 기존값은 파괴된다! grade[least] = grade[i]; 올바른 방법 temp = list[i]; list[i] = list[least]; list[least] = temp;
순차탐색 순차 탐색은 배열의 원소를 순서대로 하나씩 꺼내서 탐색키와 비교하여 원하는 값을 찾아가는 방법 50 10 20 30 성공 비교 10 20 30 40 50 10 grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4] grade[5]
순차 탐색 #include <stdio.h> #define SIZE 10 int main(void) { int key, i; int list[SIZE] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }; printf("탐색할 값을 입력하시오:"); scanf("%d", &key); for(i = 0; i < SIZE; i++) if(list[i] == key) printf("탐색 성공 인덱스= %d\n", i); printf("탐색 종료\n"); return 0; } for 루프를 이용하여 list[i]와 key를 비교하는 연산을 배열의 크기만큼 반복한다. 만약 list[i]와 key가 같으면 탐색은 성공되고 키값이 발견된 배열의 인덱스를 출력한다. 탐색할 값을 입력하시오:7 탐색 성공 인덱스 = 6 탐색 종료
이진 탐색 이진 탐색(binary search): 정렬된 배열의 중앙에 위치한 원소와 비교 되풀이
이진 탐색 #include <stdio.h> #define SIZE 16 int binary_search(int list[], int n, int key); int main(void) { int key; int grade[SIZE] = { 2,6,11,13,18,20,22,27,29,30,34,38,41,42,45,47 }; printf("탐색할 값을 입력하시오:"); scanf("%d", &key); printf("탐색 결과= %d\n", binary_search(grade, SIZE, key)); return 0; }
이진 탐색 int binary_search(int list[], int n, int key) { int low, high, middle; low = 0; high = n-1; while( low <= high ){ // 아직 숫자들이 남아있으면 printf("[%d %d]\n", low, high); // 하한과 상한을 출력한다. middle = (low + high)/2; // 중간 위치를 계산한다. if( key == list[middle] ) // 일치하면 탐색 성공 return middle; else if( key > list[middle] )// 중간 원소보다 크다면 low = middle + 1; // 새로운 값으로 low 설정 else high = middle - 1; // 새로운 값으로 high 설정 } return -1;
실행 결과 탐색할 값을 입력하시오:34 [0 15] [8 15] [8 10] [10 10] 탐색 결과= 10
2차원 배열 int s[10]; // 1차원 배열 int s[3][10]; // 2차원 배열
2차원 배열의 구현 2차원 배열은 1차원적으로 구현된다.
2차원 배열의 활용 #include <stdio.h> int main(void) { int s[3][5]; // 2차원 배열 선언 int i, j; // 2개의 인덱스 변수 int value = 0; // 배열 원소에 저장되는 값 for(i=0;i<3;i++) for(j=0;j<5;j++) s[i][j] = value++; printf("%d\n", s[i][j]); return 0; } 1 2 3 ... 11 12 13 14
2차원 배열의 초기화 int s[3][5] = { { 0, 1, 2, 3, 4 }, // 첫 번째 행의 원소들의 초기값 { 0, 1, 2, 3, 4 }, // 첫 번째 행의 원소들의 초기값 { 10, 11, 12, 13, 14 }, // 두 번째 행의 원소들의 초기값 { 20, 21, 22, 23, 24 } // 세 번째 행의 원소들의 초기값 };
2차원 배열의 초기화 int s[ ][5] = { { 0, 1, 2, 3, 4 }, // 첫 번째 행의 원소들의 초기값 { 0, 1, 2, 3, 4 }, // 첫 번째 행의 원소들의 초기값 { 10, 11, 12, 13, 14 }, // 두 번째 행의 원소들의 초기값 { 20, 21, 22, 23, 24 }, // 세 번째 행의 원소들의 초기값 };
2차원 배열의 초기화 int s[ ][5] = { { 0, 1, 2 }, // 첫 번째 행의 원소들의 초기값 { 0, 1, 2 }, // 첫 번째 행의 원소들의 초기값 { 10, 11, 12 }, // 두 번째 행의 원소들의 초기값 { 20, 21, 22 } // 세 번째 행의 원소들의 초기값 };
2차원 배열의 초기화 int s[ ][5] = { 0, 1, 2, 3, 4, // 첫 번째 행의 원소들의 초기값 0, 1, 2, 3, 4, // 첫 번째 행의 원소들의 초기값 5, 6, 7, 8, 9, // 두 번째 행의 원소들의 초기값 };
3차원 배열 #include <stdio.h> int main(void) { int s[3][3][3]; // 3차원 배열 선언 int x, y, z; // 3개의 인덱스 변수 int i = 1; // 배열 원소에 저장되는 값 for(z=0;z<3;z++) for(y=0;y<3;y++) for(x=0;x<3;x++) s[z][y][x] = i++; return 0; }
다차원 배열 인수 #include <stdio.h> #define YEARS 3 #define PRODUCTS 5 int sum(int grade[][PRODUCTS]); int main(void) { int sales[YEARS][PRODUCTS] = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9} }; int total_sale; total_sale = sum(sales); printf("총매출은 %d입니다.\n", total_sale); return 0; } int sum(int grade[][PRODUCTS]) int y, p; int total = 0; for(y = 0; y < YEARS; y++) for(p = 0; p < PRODUCTS; p++) total += grade[y][p]; return total; 총매출은 45입니다. 첫번째 인덱스의 크기는 적지 않아도 된다.
다차원 배열 예제 #include <stdio.h> #define CLASSES 3 학급 0의 평균 성적 = 2 학급 1의 평균 성적 = 12 학급 2의 평균 성적 = 22 전체 학생들의 평균 성적 = 12 #include <stdio.h> #define CLASSES 3 #define STUDENTS 5 int main(void) { int s[CLASSES][STUDENTS] = { { 0, 1, 2, 3, 4 }, // 첫번째 행의 원소들의 초기값 { 10, 11, 12, 13, 14 }, // 두번째 행의 원소들의 초기값 { 20, 21, 22, 23, 24 }, // 세번째 행의 원소들의 초기값 }; int clas, student, total, subtotal; total = 0; for(clas = 0; clas < CLASSES; clas++) { subtotal = 0; for(student = 0; student < STUDENTS; student++) subtotal += s[clas][student]; printf("학급 %d의 평균 성적= %d\n", clas, subtotal / STUDENTS); total += subtotal; } printf("전체 학생들의 평균 성적= %d\n", total/(CLASSES * STUDENTS)); return 0; }
행렬 행렬(matrix)는 자연과학에서 많은 문제를 해결하는데 사용
다차원 배열을 이용한 행렬의 표현 3 3 0 9 9 1 8 0 5 #include <stdio.h> #define ROWS 3 #define COLS 3 int main(void) { int A[ROWS][COLS] = { { 2,3,0 }, { 8,9,1 }, { 7,0,5 } }; int B[ROWS][COLS] = { { 1,0,0 }, { 1,0,0 }, { 1,0,0 } }; int C[ROWS][COLS]; int r,c; // 두개의 행렬을 더한다. for(r = 0;r < ROWS; r++) for(c = 0;c < COLS; c++) C[r][c] = A[r][c] + B[r][c]; // 행렬을 출력한다. { printf("%d ", C[r][c]); printf("\n"); } return 0; } 중첩 for 루프를 이용하여 행렬 A의 각 원소들과 행렬의 B의 각 원소들을 서로 더하여 행렬 C에 대입한다. 3 3 0 9 9 1 8 0 5
Q & A