Part 03 상수, 변수, 자료형.

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1 Part 03 상수, 변수, 자료형

2 이 장의 목표 상수와 변수의 특성에 대해서 이해한다. 변수는 기억 상자다! 식별자에 대해서 알아본다.
C 언어의 기본 자료형을 이해한다.

3 자료형이란 무엇인가? 자료형(data type) C 언어의 자료형 프로그램에서 표현 혹은 저장하는 데이터의 종류 혹은 유형
크기에 따라 문자형 char 정수형 short int long 부동소수형 float double long double 표 3.1 C 언어의 자료형 분류

4 변수 변수(variable) 사용 전 변수 선언 자료형 변수이름; 데이터를 저장하는 데 사용되는 기억 장소의 이름이다.
변수 이름과 저장할 데이터 값의 유형(자료형)을 지정해야 한다.      자료형 변수이름;      char c; short sum;

5 메모리와 변수 변수를 위한 메모리 할당 문자형 변수 c를 위해서는 1 바이트를 할당
short 변수 sum에 대해서는 2 바이트를 할당 1278 1279 1280 1281 1282 1283 1284 1285 1286 sum c 그림 3.1 메모리와 변수

6 상수 상수(constant) 프로그램이 실행되는 동안 값이 변하지 않는 데이터
정수형 상수, 문자형 상수, 부동소수형 상수로 구분할 수 있다. 예 'A', 'x'는 문자형 상수 -10, 0, 55는 정수형 상수 3.14, 는 부동소수형 상수

7 식별자 식별자 x25 X age01 sum _jumsu address_01 25x X# 01age sum* -jumsu
변수, 상수, 함수 등에 대한 이름 문자와 숫자로 구성되며 첫 번째 글자는 반드시 문자 밑줄문자’_’도 하나의 문자로 사용될 수 있음 대소문자를 구별 바른 이름 잘못된 이름 x25  X  age01  sum  _jumsu  address_01  25x  X#  01age  sum*  -jumsu  address-01 표 3.2 바른 식별자, 잘못된 식별자

8 변수의 초기화 변수를 선언하면서 그 초기값을 정할 수도 있다 변수 초기화는 반드시 해야 하는 것은 아니고 선택사항
int sum = 0; sum

9 변수의 초기화 실행결과: 합이 0 입니다. 합이 10 입니다.

10 대입문을 이용한 변수 값 변경 대입문(assignment statement) sum = 10;
변수에 새로운 값을 저장함으로써 기존의 변수 값을 변경할 수 있다. 대입 연산자(=)의 오른쪽 식이 계산되고, 그 결과 값이 왼쪽 변수에 저장된다. sum = 10; 10 sum

11 score.c 실행결과: 첫 번째 점수는 7 두 번째 점수는 10 세 번째 점수는 8 네 번째 점수는 9

12 변수 값 변경 과정 초기화 후 첫 번째 대입 후 두 번째 대입 후 7 10 8 score score score
그림 3.4 변수 값 변경 과정

13 변수 값 증가 대입문 오른쪽과 왼쪽에 나타난 변수는 다른 의미 변수에 접근(읽기)은 그 값을 변경시키지 않음.
대입문 오른쪽 변수는 그 변수로부터 읽어온 값을 의미 대입문 왼쪽 변수는 그 변수에 저장(쓰기) 의미 변수에 접근(읽기)은 그 값을 변경시키지 않음. 변수에 대입(쓰기)은 이전 데이터를 새로운 데이터로 대체 +1 sum = sum + 1; 10 읽기 11 저장 10 11 sum

14 scoreSum.c 실행결과: 첫 번째 점수: 7 현재 합: 7 두 번째 점수: 10 현재 합: 17
첫 번째 점수: 7  현재 합: 7 두 번째 점수: 10  현재 합: 17 세 번째 점수: 8  현재 합: 25 네 번째 점수: 9  현재 합: 34

15 const int MAX_STUDENT = 20000;
이름 상수 이름 상수(named constant) 상수에 이름이 부여되어 있는 것. 이름상수에는 식별자가 부여되어 있으므로 이름상수는 변수와 유사하지만 상수이므로 값을 변경할 수 없다. 예약어 const const int MAX_STUDENT = 20000;

16 표 3.3 C의 기본 정수형의 범위 예(Microsoft Visual C/C++ 6.0)
크게 4개의 정수형 char, short, int, long 자료형 기억장소 최소값 최대값 char 8 비트 -27 = -128 27-1 = 127 short 16 비트 -215 = -32,768 215-1 = 32,767 int 32 비트 -231 = -2,147,483,648 231-1 = 2,147,483,647 long long long* 64 비트 -264 = -9,223,372,036,854,775,808 263-1 = 9,223,372,036,854,775,807 * long long은 MS Visual C/C++ 6.0에서는 지원되지 않음. 여기서 long long은 gcc 컴파일러의 예 표 3.3 C의 기본 정수형의 범위 예(Microsoft Visual C/C++ 6.0)

17 정수 표현 8 비트를 이용한 양수와 음수 표현 예 음수 표현 첫 번째 비트는 부호 비트로서, 0은 양수 1은 음수를 나타낸다.
나머지 7개의 비트들은 수의 크기를 나타낸다. 음수 표현 연산의 효율성을 위해 수의 크기를 2의 보수 형태로 나타낸다. 수의 표현 이진수 +5 5의 1의 보수 5의 2의 보수 -5 표 , -5의 표현

18 양수, 음수 표현 양수 이진수 음수 +127 -128 +126 -127 ... +5 -6 +4 -5 +3 -4 +2 -3 +1 -2 -1 표 3.5 양수, 음수 표현

19 변수에 기억공간 할당 정수형 종류에 따라 해당 변수에 다른 크기 기억공간 할당 자료형의 크기를 나타내는 sizeof() 연산자
실행결과: char 크기:  1 short 크기: 2 int 크기:   4 long 크기:  4

20 korea.c 실행결과: 대한민국에 대한 데이터입니다 대학수: 276 인구:   예산:   원

21 정수형 오버플로우 정수형 오버플로우 예 32비트 int 질문 long budget = 237000000000000L;
정수형에서 저장할 수 있는 수보다 더 큰 수나 더 작은 수를 저장 예 32비트 int 가장 큰 수(231-1 = 2,147,483,647)에 1을 더하면 어떻게 될까?   질문 long budget = L;

22 unsigned 정수형 0과 양의 정수만을 나타낼 수 있는 unsigned 정수형
음수를 표현할 수 없는 대신에 나타낼 수 있는 양의 정수가 두 배 자료형 기억장소 최소값 최대값 unsigned char 8 비트 28-1 =                        255 unsigned short 16 비트 216-1 =                     65,535 unsigned int 32 비트 232-1 =              4,294,967,295 unsigned long 64 비트 264-1 = 18,446,744,073,709,551,615 표 3.6 C의 unsigned 정수형의 표현범위

23 표 3.7 부동소수형의 예(Microsoft Visual C/C++ 6.0)
float, double, long double 부동소수점(floating-point)이란? 부동소수점에서 점(point)은 소수점을 말하며, 이 소수점이 수의 어느 위치에도 올 수 있으므로 부동소수점이라고 한다. 자료형 기억장소 최소값 최대값 float 4 바이트 7개의 유효숫자를 가지며, -1.0E+38의 근사값 7개의 유효숫자를 가지며, 1.0E+38의 근사값 double 8 바이트 15개의 유효숫자를 가지며, -1.0E+308의 근사값 15개의 유효숫자를 가지며, 1.0E+308의 근사값 long double 표 3.7 부동소수형의 예(Microsoft Visual C/C++ 6.0)

24 부동소수형 표현 float 형 자료의 저장과 표현 범위 double 형 자료의 저장과 표현 범위
부호 지수부 가수부 8바이트(32비트)

25 float.c 실행결과: float 크기:       4 double 크기:      8 long double 크기: 8

26 문자형 각 문자에 고유번호를 부여한 코드를 사용하여 표현한다. C에서는 ASCII 코드를 사용한다.
ASCII(American Standard Code for Information Interchange) 128개의 문자를 7 비트를 사용하여 표현(8비트로 확장됨) 대문자(A, B, C 등등) 소문자(a, b, c 등등) 구두점(punctuation)(마침표, 세미콜론, 쉼표 등등) 숫자(digit)(0에서 9까지) 공백 문자(‘ ’) 특수 문자(&, |, \ 등) 제어 문자 열복귀(carriage return), 널(null), 문서-끝-표시자(end-of-text) 액센트(accent)가 있는 문자

27 ASCII 코드표                                                                                                        표 3.1) ASCII 코드 표

28 code.c 실행결과: a 97 A 65 1 49 $ 36 + 43

29 문자형 관련 입출력 함수 문자형 관련 입출력 함수 int getchar() int putchar(int c)
매개변수가 없으며 한 문자를 읽어 그 문자의 ASCII 값을 반환한다. 파일 끝에 도달하면 EOF  를 반환한다. <stdio.h> 파일을 #include 해야 한다. int putchar(int c) 한 글자를 받아 화면에 출력하고 출력한 문자의 ASCII 값을 반환한다. 오류 시에는 EOF 를 반환한다. <stdio.h> 파일을 #include 해야 한다. 다음 예제 프로그램 char.c ① 키보드로부터 한 개 문자 읽기 ② 문자로 출력 ③ ASCII 값을 보기 위해 정수로 출력

30 char.c 실행결과: 한 문자를 입력하시오 : A 읽은 문자 :            A 읽은 문자의 ASCII 값 : 65

31 putchar.c 실행결과: Hello!

32 이스케이프 시퀀스 이스케이프 시퀀스(escape sequence)
백슬래쉬 문자(\)로 시작하고, 다음 문자는 특별한 방식으로 해석 예를 들어 이중 인용부호 문자(") 출력: \" 이스케이프 시퀀스 의미 \b 백스페이스 \t 탭 \n 개행 \r 열복귀 \" 이중 인용부호 \' 단일 인용부호 \\ 백슬래쉬

33 escape.c

34 ▶ Key Point C 언어는 크게 1개의 문자형, 3개의 정수형, 3개의 부동소수형을 제공한다.
변수는 데이터를 저장하는 데 사용되는 저장 장소의 이름이다. 변수에 대한 접근(읽기)은 메모리에서 그 값이 변경되지 않으나, 변수에 대한 대입(쓰기)은 이전의 데이터가 새로운 데이터로 대체된다. 상수 값은 변경할 수 없다. 음수는 연산의 효율성을 위해 수의 크기를 2의 보수 형태로 나타낸다. C 언어는 8-비트 ASCII 문자 집합을 사용하여 문자를 표현한다.

35 ▶ 프로그래밍 실습 1. ASCII 코드표의 일부를 프린트하는 프로그램을 작성한다. 다음 선언을 가정하여 프로그램을 작성한다.
int main( ) {     char c; } (1) 각 알파벳 대문자와 그 코드 값을 프린트한다. 변수 c에 문자 'A'를 대입한 후에 1씩 증가시키면서 26개를 차례로 프린트한다. (2) 각 알파벳 소문자와 그 코드 값을 프린트한다. 변수 c에 문자 'a'를 대입한 후에 1씩 증가시키면서 26개를 차례로 프린트한다. (3) 숫자와 그 코드 값을 프린트한다. 변수 c에 문자 '0'을 대입한 후에 1씩 증가시키면서 10개를 차례로 프린트한다.

36 ▶ 프로그래밍 실습 2. 5의 배수를 순서대로 계산하여 프린트하고 그 합을 계산하여 프린트한다.
(1) int 변수 i를 선언하고 0으로 초기화한다. 이 변수를 5씩 증가하면서 50까지의 5의 배수를 프린트하는 프로그램을 작성하라. int main( ) {     int i; } (2) 실습 1의 프로그램을 확장하여 0부터 50 사이의 5의 배수들의 합을 계산하여 프린트하는 프로그램을 작성하라.

37 Part 04 입출력과 전처리 이 슬라이드는 부산대학교 우균이 작성하였습니다. 오류나 수정할 사항 있으면 연락 주세요.

38 전처리기 지시자 전처리기(preprocessor) 전처리기 지시자(preprocessor directive)
컴파일러가 프로그램을 번역하기 '전'에 소스 프로그램을 '처리'하는 프로그램 전처리기 지시자(preprocessor directive) 전처리기에게 특정 작업을 지시하는 가짜 명령어(의사명령어) #으로 시작함 중요한 전처리기 지시자 #include: 다른 파일의 내용을 현재 파일에 포함시킴 #define: 특정 단어를 다른 문자열로 바꿈

39 #include 파일 포함 지시자 헤더파일(header file) 다른 파일에 포함시킬 목적으로 작성된 파일
인클루드 파일(include file)이라고도 함 헤더파일 a.h 소스파일 Source.c 전처리된 전처리기

40 헤더파일 종류 <표준 헤더파일> "일반 헤더파일" 시스템의 특별한 위치에 존재
소스파일과 같은 위치에서 찾을 수 있는 파일

41 변수 값 출력 프로그램 표준 헤더파일 이 부분을 별도의 헤더파일로 만들자 실행결과: X = 101

42 직접 작성한 헤더파일 #include 예 일반 헤더파일이므로 defineX.h는 include.c와 같은 디렉터리에 있어야 함
실행결과: X = 101

43 #define 다른 문자열로 대치될 단어(매크로; macro)를 정의함
전처리기가 매크로 MESSAGE를 "Have a nice day !"로 바꾸어 준다. 실행결과: Have a nice day !

44 매크로 함수 함수 형태의 매크로 실제로 함수는 아니지만 인수를 받는 형태임 문자열 리터럴을 나란히 두면 접합된다.
DUP("Hello? ")에서 MESSAGE는 "Hello? "이므로 DUP("Hello? ")는 다음과 같이 바뀐다. "Hello? " "Hello? " 실행결과: Hello? Hello?

45 매크로 정의가 길 때 백슬래시(backslash)는 매크로 정의가 다음 줄에 계속됨을 의미함 실행결과:
La La La La La La La La La La

46 표준입출력 표준입출력(standard input/output) 에코출력(echo output)
거의 모든 컴퓨터가 기본적으로 수행하는 입출력 입출력 모두 문자열로 구성되어 있다고 간주함 표준입력은 통상 키보드, 표준출력은 통상 모니터를 나타냄 에코출력(echo output) 키보드로 입력된 내용을 모니터에 그대로 보여주는 것 에코출력은 운영체제 서비스일 뿐이며, 프로그램이 출력한 것은 아님  에코출력과 표준출력을 구별해야 함

47 표준 라이브러리 라이브러리(library) 표준 라이브러리(standard library)
미리 작성해 둔 프로그램 표준 라이브러리(standard library) 컴퓨터 시스템이 달라도 같은 기능(same functionality)을 같은 방식(same interface)으로 사용할 수 있도록 작성해 둔 라이브러리 표준입출력 라이브러리(standard input/output library) 표준입출력을 다루는 프로그램(함수) 집합

48 printf: 형식에 맞는 출력 %d 2 정수 i "2" 문자열 %f 3.14 실수 f "3.140000" %c '5'
"5" printf 포맷 스트링은 데이터 변환을 지시함 실행결과: i = 2 f = c = 5

49 printf 포맷 스트링

50 printf 출력 폭 지정 포맷 스트링에서 % 다음에 양의 정수를 기입하여 출력 폭 지정 실행결과: i = 2
c = 10칸

51 printf 정밀도 지정 포맷 스트링에서 %와 f 사이에 (출력폭이 지정된 경우, 출력폭 다음에) ".양수" 형태로 정밀도 지정 실행결과: pi =   pi =       3.14 pi = 10칸

52 scanf: 형식에 맞는 입력 %d 27 정수 n "27" 문자열 scanf 포맷 스트링은 문자열을 데이터로 변환함
주소연산자 &를 사용한 점에 주의! 실행결과: 27 entered n   = 27 double of n = 54 triple of n = 81

53 scanf에서 주의할 점 주소 연산자(address-of operator) & 프롬프트(prompt)
scanf("%d", &n); 표준입력에서 변환한 값을 저장할 장소를 알아야 하기 때문에 변수 n의 주소(&n)을 두 번째 인수로 사용함 주소 연산자를 누락시키면 실행시간 오류 프롬프트(prompt) 입력할 내용을 설명해 주는 안내문 프롬프트가 없으면 "프로그램이 죽은" 것으로 오해할 수 있음 앞 슬라이드의 프로그램은 프롬프트가 없다!

54 scanf: 프롬프트를 사용한 버전 바로 이것이 프롬프트! 입력할 내용을 설명해 준다. 실행결과:
정수 n을 입력해 주세요.  n = 27 입력한 n  = 27 n의 두 배 = 54 n의 세 배 = 81

55 scanf 포맷 스트링 TIP: double 타입으로 입력 받아야 할 경우에는 %f 대신 %lf를 사용한다.

56 getchar, putchar: 문자 입출력
표준입력 putchar 'A' 문자 .....A 표준출력 대문자로 변환하는 함수 toupper() 실행결과: 소문자를 입력하세요. a a의 대문자는 A입니다. 안내문구(prompt) putchar가 출력한 문자들

57 gets, puts: 줄 단위 입출력 C99에서는 const int로 배열 크기 선언이 가능함 실행결과: 사용자가 입력한 \n
puts가 출력한 \n line에는 여기까지만 저장됨(\n은 제외됨)

58 gets, puts 주의점 개행문자 처리 이전 예에서 gets 처리 후 line[256] 상황
gets는 \n을 떼고 \0을 붙여 준다. puts는 \n을 문자열 출력 끝에 자동으로 붙여 준다. 주의: fgets, fputs는 다르게 동작한다. 이전 예에서 gets 처리 후 line[256] 상황 버퍼 오버런(buffer overrun) 버퍼(임시저장소)의 범위를 넘어섬 gets와 puts는 버퍼 오버런의 위험이 있음  fgets, fputs를 사용하는 것이 권장됨.

59 입력 버퍼 실행결과: 정수 n과 문자 c를 입력해 주세요. 250 a n = 250 c = a는 어디로?

60 scanf가 공백을 건너뛰는 습성 포맷 스트링 %c의 특이함 %s로도 공백을 건너뛰어 문자를 읽을 수 있다
포맷 스트링에 공백이 하나라도 있으면 여러 공백문자에 대응함 scanf("%d%c", …) ≠ scanf("%d %c", …) 포맷 스트링 %c를 제외하고는 모두 공백을 건너뜀 scanf("%d%d", …) ≡ scanf("%d %d", …) %s로도 공백을 건너뛰어 문자를 읽을 수 있다 %s로 입력을 받되 입력 폭을 1로 지정 char c; scanf("%1s", &c); // scanf(" %c", &c);와 같음 %s로 공백을 건너뛰지 않으려면?  불가능함. gets를 사용하세요!

61 입출력 방향 재지정 입력 재지정(input redirection) 출력 재지정(output redirection) 합쳐서…
표준입력 대신 파일로부터 입력 받음 program.exe < inputFile.txt 출력 재지정(output redirection) 표준출력 대신 파일로 내용을 저장 program.exe > outputFile.txt 합쳐서… program.exe < inputFile.txt > outputFile.txt program.exe > outputFile.txt < inputFile.txt <를  로, >를 로 생각하면 기억하기 쉽다.

62 전처리기 지시자 복습 매크로 정의가 길 경우에는 행 끝에 \를 넣어 다음 줄에 계속 정의한다.

63 매크로 함수의 한계? 실행결과: x = 250 x = 747 이 x를 y로 바꾸고 싶지 않습니까?

64 매크로 인수 연산 #x 매크로 인수 x를 문자열로 바꿈 실행결과: x = 250 y = 747 # 하나만 넣었을 뿐인데…
PR(y) printf(#y " = %d\n", y) printf("y" " = %d\n", y) printf("y = %d\n", y)

65 매크로 인수 연산 ## 매크로 인수 연산자 ## ## 사용 예 매크로 인수 이름을 붙여 줌
문자열을 붙이는 것이 아니라 인수 이름 자체를 붙임 ## 사용 예 #define MERGE(x, y) x ## y ... MERGE(x, 1) = 25; // x1 = 25; 로 확장됨 MERGE(blue, berry) *= MERGE(x, 1); // blueberry *= x1; 으로 확장됨

66 Key Point 1 전처리기 지시자 표준입출력 표준입출력 라이브러리 #include: 다른 파일을 포함시킴
#define: 매크로(다른 문자열로 바뀔 문구)를 정의함 표준입출력 키보드(std. in)와 모니터(std. out)를 추상화함 문자 단위 입출력을 수행함 표준입출력 라이브러리 형식에 따른 입출력: printf(), scanf() 문자 단위 입출력: getchar(), putchar() 줄 단위 입출력: gets(), puts()

67 Key Point 2 버퍼 입출력 방향 재지정 매크로 인수 활용 입출력 속도 차이를 메워주기 위한 임시 저장소
버퍼오버런: 저장 범위를 넘어 다른 영역에 침범하는 현상 버퍼오버런을 방지하기 위해 gets, puts보다 fgets, fputs를 사용하자. 입출력 방향 재지정 표준입출력 대신 파일을 사용하도록 지정함 매크로 인수 활용 #x: 매크로 인수 x에 해당하는 문자열 x ## y: 매크로 인수 이름 x와 y를 접합함

68 주의사항 Key Point 사용자로부터 입력 받을 때에는 안내문구(prompt)를 사용하는 것이 좋음
scanf의 인수로는 변수의 주소를 주어야 함 int x; scanf("%d", x); // 잘못됨 scanf("%d", &x); // 올바름 scanf로 double형 데이터를 읽으려면 "%lf"를 이용함 scanf 포맷 스트링 "%c"는 공백을 건너뛰지 않음 " %c"를 이용하거나 "%1s"를 이용함

69 ▶ 프로그래밍 실습 1 세 정수 a, b, c를 입력 받은 후 a와 b의 합에서 c의 거듭제곱을 빼는 프로그램을 작성하라. 거듭제곱은 c * c로 계산하면 된다. 단 다음과 같은 내용의 헤더파일 myLang.h를 만들고 이를 다음과 같이 #include하여 사용하라. 여러분의 프로그램에는 int, main, scanf, printf, return 등을 사용해서는 안 된다. 대신 myLang.h에 정의된 #define 상수를 이용하여 작성해야 한다.

70 ▶ 프로그래밍 실습 2 텍스트 내용을 간단히 암호화 하는 방법 중 ‘k-증가’라는 알고리즘이 있다. 이는 각 문자를 k문자 뒤의 문자로 변경하는 알고리즘이다. 이 경우 문자들의 배열은 원형 형태로 배열되어 있다고 가정한다. 즉 문자 z 다음에는 a가 나타나고 문자 Z 다음에는 A가 나타난다고 가정한다. 정수 k와 문자 하나를 입력받은 후, k-증가 알고리즘대로 해당 문자를 암호화 하는 프로그램을 작성하라. 예: 2 Z  B 6 i  o 9 p  y