편집토론기록

시리즈:쉽게 배우는 프로그래밍 입문/C

눈폰 (토론 | 기여)님의 2015년 12월 8일 (화) 02:56 판 (편집 안된지 한달지났어요 ㅎㅎ)
이 문서는 정말 쉽습니다.

문서의 내용이 너무 쉬워서 오늘부터 프로그래밍 할 수 있을 것 같습니다.

이 문서는 쉽게 알 수 있다 시리즈이며, 집단연구 문서입니다.
이 문서에는 독자적으로 연구한 내용이 들어갑니다. 다른 사람의 의견을 존중하면서 무례하지 않도록 작성해 주시고, 의견 충돌 시 토론 문서에서 토론해 주세요.


틀:중급 프로그래밍 항목


준비

C언어를 공부할 때는 준비물은 '이론상으론' 단 두 가지만 있으면 된다. 바로 코드를 작성할 텍스트 편집기와, 그 코드를 프로그램으로 만들어주는 컴파일러가 그것이다. 텍스트 편집기는 메모장(윈도), vi(멀티 플랫폼), gedit(리눅스), kate(리눅스), mousepad(리눅스) 등을 일컬으며, 컴파일러는 대표적으로 gcc(멀티 플랫폼)가 있다. 그러나 이 2가지 만으로 프로그래밍을 하는 것은 매우 불편하므로, 보통은 통합개발환경(IDE)을 사용한다. 이건 '텍스트 편집기와 컴파일러와 이것저것 유용한 기능이 들어 있는 프로그램'으로, 프로그래밍을 더욱 편하게 할 수 있게 해 준다. 또한 이것이 입문자에게도 쉬운 방법이기에, 대게 이 방법으로 많이 배운다.

IDE는 윈도우 7이상에서라면 Visual Studio Community를 다운로드 받아 설치하자. 리눅스에서는 2가지 방법이 있는데,

1번째는 이클립스를 사용하는 것. 다만 이클립스는 원래 JAVA 프로그래밍에 쓰이는 IDE라서 C언어에는 쓸 수 없는데, 이것을 C언어에 사용하기 위해서는 이클립스CDT라는 플러그인이 필요하다. 또한 앞서 언급한 컴파일러인 GCC의 설치도 필요하다. 즉 리눅스에서는 이클립스와 이클립스CDT와 GCC를 모두 설치해야 한다. 설치법은 매우 간단한데, 시냅틱 패키지 관리자를 열고 eclipse와 eclipse-cdt와 gcc를 검색해서 체크를 하고 적용을 눌러주기만 하면 설치된다. 시냅틱 패키지 관리자가 없다면, 터미널을 열고 1. sudo apt-get install gcc 2. sudo apt-get install eclipse 3. sudo apt-get install eclipse-cdt를 입력해주자. 이것만으로 설치가 끝난다.

2번째 방법은 코드 블럭을 사용하는 것이다. 코드블럭을 설치 하려면 sudo apt-get install libsdl1.2-dev codeblocks 를 입력하면 끝이다. 이클립스보다 간단한가? 이클립스는 따로 플러그인이 필요하지만, Code::Blocks은 애초에 C, C++을 기준으로 만들어진거라 플러그인그런거 없다이 필요 없다.

OS X의 경우에는 Xcode를 다운 받으면 된다. 리눅스와 달리 초반에 터미널을 이용하는 것이 좀 귀찮다. Xcode를 다운 받은 후, 런치패드>>기타 응용프로그램>>터미널 선택 한 후에 xcode-select --install 을 입력한 후에 엔터를 누른다. 그 후에 뭔가 하라는 인스톨은 안하고 별 이상한 것들이 나오는데, 그냥 쭉 내려서 agree를 하면 그때부터 설치하겠냐는 창이 뜬다. 설치를 누르고 기다리고 있으면 사용이 가능해진다. 리눅스에서는 gcc로 컴파일을 하는데 OS X에서는 clang도 사용할 수 있다. 리눅스에서도 clang을 설치하면 사용할 수 있다.

IDE 설치하기

비주얼 스튜디오

Microsoft Visual studio 2013 공식 다운로드 사이트

일단 위 사이트에서 Visual Studio Community를 다운로드받자. 이거 이외에는 개인이 돈주고 사야 정식으로 사용가능한 판들이다.

그리고 그냥 설치하면 된다.

이클립스(CDT)

리눅스

이클립스1.png 이클립스2.png Gcc.png

시냅틱 패키지 관리자에서 eclipse와 eclipse-cdt와 gcc를 검색하여 설치한다. 이게 끝이다(...)

또 다른 방법으로 터미널을 열고 sudo apt-get install eclipse eclipse-cdt gcc 또는 sudo apt install eclipse eclipse-cdt gcc 라고 입력하는 방법도 있다. 농담이 아니라 이걸로 끝이다(...) 그러니까 여러분 모두 리눅스 쓰세요

XCode

프로젝트 만들기

비주얼 스튜디오

다음은 Visual Studio 2013 의 Win32 콘솔 응용 프로그램의 프로젝트 만들기 과정이다.

프로젝트생성-1.PNG

1. 화면 상단의 파일 - 새로 만들기 - 프로젝트를 클릭한다. ( 단축키는 Ctrl + Shift + N 이며, 펼쳐진 파일 탭의 가려진 뒷부분에는 새 프로젝트 만들기가 따로 있다. )

프로젝트생성-2.PNG

2. 위 과정을 마치고 나면 다음과 같은 창이 뜬다. 이 중에서 Win32 콘솔 응용 프로그램을 클릭하고 이름을 정한 다음 확인을 누른다.

프로젝트생성-3.PNG

3. 추가 옵션에서 빈 프로젝트를 체크하고 마침을 누른다.

이클립스(CDT)

XCode

파일:XCode C 1.png 파일:XCode C 2.png 파일:XCode C 3.png

당연하지만 Hello, World!

#include <stdio.h>

int main(void)
{
printf("Hello, World!\n");
return 0;
}

또는 

#include <stdio.h>

int main(void)
{
puts("Hello, World!\n");
return 0;
}

참고로 main(void)의 void는 생략이 가능하다.

컴파일하기

유닉스 환경에서 CLI로 컴파일

매우 간단하다. 위에 적힌 Hello World의 코드를 그대로 텍스트 편집기(gedit, kate, mousepad, vi 등)로 작성하고 파일을 저장한다. 파일확장자는 .c로 한다. 이 파일을 소스코드라고 한다. 가장 많이 쓰는 텍스트 편집기는 vi(vim)이다. 대부분의 유닉스 시스템에는 vi 또는 vim이 설치되어 있을 것이다. 

 ~$ vi test.c

혹은 

 ~$ vim test.c

로 소스코드를 작성할 수 있다. 프로젝트의 규모가 커지면 make파일을 이용하기도 하는데 CMAKE참조

본격적인 컴파일 과정은 다음과 같다. 컴파일1.png

이것이 우리가 컴파일할 소스코드다. 이 파일이 /home/gabriel/Hive에 test.c라는 이름으로 저장되어 있다고 치면


컴파일2.png

터미널을 키고 

 ~$ cd /home/gabriel/Hive

라고 입력하여 저장되어 있는 디텍토리에 들어간다. 그리고 다음 명령어를 입력한다. 

 ~$ cc 파일이름(파일이름이 test.c라면 cc test.c라고 입력한다)

이렇게 할 경우 a.out이라는 파일이 생성되었을 것이다. 이것이 바로 컴파일된 파일이다. 마지막으로 

 ~$ ./a.out

이라고 터미널에 입력하면 컴파일된 파일을 실행할 수 있다. 만약 gcc가 설치되어 있다면 cc 대신에 gcc라는 명령어를 사용할 수도 있다. 차이점은 cc는 유닉스 시스템에 기본으로 내장되어 있는 컴파일러이고, gcc는 별도로 설치하는 컴파일러라는 것이다. 업계에서는 gcc의 사용 빈도가 높으므로, gcc에 익숙해지는 게 좋다. 

 ~$ gcc test.c

라는 명렁어를 사용하면, cc를 썻을 때 처럼 a.out이라는 이름의 파일이 생성된다. 만약 a.out이라는 파일 이름이 마음에 들지 않는다면 

 ~$ gcc -o result test.c

라는 명령어를 쳐보자. 이렇게하면 이름이 result인 파일이 생성된다.

코드 분석하기

자 Hello World를 출력해보신 입문자분들! 무슨 뜻인지도 모르고 코드를 쳤을 거라 생각한다. 이제 코드를 한줄 한줄 해석해 보겠다.

자 우선 프로그램을 만들때 쓰일 부품(함수나 기타등등...)들이 무엇인지 알아야 컴파일러에게 알려줘야 한다. 초보적인 텍스트를 출력하는 것이므로 많은 부품은 필요하지 않다. 기본적인 부품들이 들어 있는 파일을 포함시켜야 한다. 따라서 다음과 같은 문장을 썻다. 

#include <stdio.h>

그 다음, 프로그램이 시작되는 지점을 알려줘야 한다. C언어에서는 프로그램이 시작할때 main이라는 함수에서 시작하게 된다. 아직 프로그래밍에서의 함수에 대해서 배우지는 않았겠지만, 수학의 함수는 알고 있을 것이다. 

int main(void)
{
return 0;
}

함수의 중괄호{와 } 사이는 해당 함수가 어떤 동작을 하는 지 정의하는 곳이다. 또한 (와 ) 안에는 함수의 입력값이 어떠한 형태(자료형, Data Type)인지를 명시하는 곳이다. 함수의 이름 앞에 놓여 있는 단어는 함수의 출력값이 어떠한 형태인지를 명시하는 곳이다. 따라서 int main(void)는 출력이 int인[1] 형태이고, 입력값이 없는(void) 함수이며, 중괄호 안에 적혀 있는 대로 함수값이 정의됨을 알 수 있다. 자 이제 Hello, World를 출력하는 코드를 main함수의 정의 부분(중괄호)에 넣어주면 된다. Hello, World를 출력하는 코드는 다음과 같다. 

printf("Hello, World!\n");

printf라는 것 또한 함수이다. 소괄호 안에 쌍따옴표로 둘러 쌓여 있는 Hello, World!\n를 볼 수 있다. 함수를 선언하거나 정의할때 소괄호는 '입력의 형태'를 뜻하지만, 여기에서처럼 함수를 '사용'(호출이라고 한다)할 때는 '입력값'을 뜻한다. 즉 "Hello, World\n"가[2] printf함수의 입력값으로서 들어간 것이다. 또한 C언어에서는 코드 한문장 한문장을 ;으로 끝내게 되어 있다. 따라서 printf("Hello, World!\n")을 한뒤 해당 명령이 끝났다는 뜻에서 ;를 붙여 준다.

변수

변수가 뭔가요?

변수명으로 사용할 수 없는 이름들?

C언어에서 특별한 의미를 갖고 있어서 변수 이름으로 사용할 수 없는 이름들이 있습니다. 이것을 식별자(키워드)라고 합니다.

  • auto
  • break
  • case
  • char
  • const
  • continue
  • default
  • do
  • double
  • else
  • enum
  • extern
  • float
  • for
  • goto
  • if
  • inline
  • int
  • long
  • register
  • restrict
  • return
  • short
  • signed
  • sizeof
  • static
  • struct
  • switch
  • typedef
  • union
  • unsigned
  • void
  • volatile
  • while
  • _Bool
  • _Complex
  • _Imaginary

하지만 C언어는 대소문자를 구별하므로 Float라던가 Int같은 변수명은 사용이 가능합니다.

자료형

정수형

소숫점 이하가 없는 정수. 깔끔하게 떨어지며, 연산도 간결하기 때문에 정수형 연산은 CPU에서 그렇게 연산 능력을 소모하지는 않는다.

  • char
    character, 즉 문자 하나를 나타낼 수 있다는 뜻에서 온 자료형[3]이다. 길이는 1바이트, 즉 8비트로 가장 짧은 자료형이다. 부호가 있는 경우 -128부터 127까지, 부호가 없는 경우 0부터 255까지 나타낼 수 있다.
    short
    short integer. 짧은 정수형이란 뜻으로, 일반적인 컴파일러에서는 2바이트(16비트)로 처리된다. 부호가 있는 경우 -32768부터 32767까지, 부호가 없는 경우 0부터 65535까지 나타낼 수 있다.
    int
    integer. 정수형의 대표주자로, 가장 널리 쓰이는 자료형이다. 일반적인 컴파일러에서는 4바이트(32비트)[4]로 처리된다. 부호가 있는 경우 -2147483648부터 2147483647까지, 부호가 없는 경우 0부터 4294967297까지 나타낼 수 있다.
  • long
    long integer. 긴 정수형이란 뜻이다. long의 경우는 다소 복잡한데,
    1. 32비트 환경의 컴파일러에서는 일반적으로 int형과 동일하게 4바이트(32비트)로 할당된다.
    2. 64비트 환경의 컴파일러에서는 컴파일러에 따라 4바이트, 또는 8바이트(64비트)를 할당한다. 8바이트를 할당하는 경우 범위는 부호가 있는 경우 -9223372036854775808부터 9223372036854775807, 부호가 없는 경우 0부터 18446744073709551615까지 나타낼 수 있다.
실수형(부동소수점형)

실수형. 부동소수점이란 뜻은 부동(浮動), 즉 소숫점이 떠서 다닌단 뜻이다. 움직이지 않는단 뜻이 아니다! 일반적으로 실수를 나타낼때 쓰는데, 부동소수점이란 표현을 사용하는 이유는 표현 원리 자체가 지수 형태([가수]×2[지수]) 형태이기 때문이다.

  • float
    (single-precision) floating point. 단정도 부동소수점이란 뜻으로, 4바이트(32비트) 길이를 갖는다. 부호 비트로 1비트, 지수 비트로 8비트(-128 ~ 127), 가수 비트로 23비트(0 ~ 8388608)를 가진다.
    double
    double-precision floating point. 배정도 부동소수점이란 뜻으로, 단정도의 2배 길이, 즉 8바이트(64비트) 길이를 갖는다. 부호 비트로 1비트, 지수 비트로 11비트(-1024 ~ 1023), 가수 비트로 52비트(0 ~ 4503599627370496)를 가진다.
부호없는 자료형?

C언어에서 기본 자료형들은 첫번째 비트를 부호 기호로 쓴다(1이면 음수, 0이면 양수 2의 보수 방식으로). 이 첫번째 비트를 부호 기호로 쓰지 않고 그냥 수를 세는데 사용해서 양수쪽으로 데이터 표현을 두배로 늘릴 수 있는데, 이를 부호없는 자료형이라 한다. 부호없는 자료형들은 각 자료형 앞에 unsigned 키워드를 붙이면 된다. 그러나 unsigned는 비교 연산 등에서 익숙한 프로그래머가 아니면 틀리기 쉽기 때문에 이해가 완벽하지 않다면 줄이는 것이 좋다.

배열

예를 들어 30개의 문자를 입력받는 코드를 만들어야 한다고 칠때, char q,w,e,r,t,y,u...... 같은 선언을 일일이 하려면 손가락이귀찮지 않나요?뭐 이렇게 하고싶을때도 있겠지만 말이죠.... 그럴때는 

int i[30];//정수

또는 (int는 숫자(정수)를 사용할때) 

char c[30];//문자

을 쓰면 쉽게 할수 있어요.(꼭 i나 c가 아니어도 내가 하고 싶은걸로 하면 돼요.)


추가 바람

형변환

printf가 뭐죠?

형식

Printf

printf(const char *format, ...);

서식 문자

포맷 스트링 의미 / 출력 방식
%c 문자
%d 부호있는 10진수
%u 부호없는 10진수
%o 부호있는 8진수
%x, %X 부호없는 16진수 (x는 소문자, X는 대문자)
%s 문자열
%p 포인터 주소
%% %

사용 예

소스
#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("%d\n",10);
printf("%o\n",10);
printf("%x\n",14);
printf("%X\n",14);
printf("%c\n",'a');
printf("%c\n",96);
printf("%s\n","hello world");
return 0;
}
결과

10

12

e

E

a

a

hello world

= 입력 형식

C언어로 계산을 하자 - 연산자

C언어에서 사용할 수 있는 연산자는 다음과 같다. 상식선에서 알고 있던 연산자도 있고, 대체 이런 걸 어디다 쓰지 싶은 것들도 있다. 이걸 달달 외우는 건 나중에 시험볼 때나(!) 하고 지금은 뭐가 있는지 등을 의자에 기대고 구경이나 해보자.

  1. 산술 연산자
    우리가 알고 있는 덧셈 뺄셈...등등이다. 다음 연산에는 값이 두 개 필요하다.
    • *, /, +, - : 곱하기, 나누기, 더하기, 빼기. 수학 시간에 쓰는 그거다.
    • % : 나머지. 나누기를 한 다음, 그 나머지 값을 의미한다.
    아래부턴 단항 연산, 즉 값 하나에 대한 연산이다.
    • + : 수를 양수로 만든다. 대단한 건 아니고, +5 처럼 '값이 양수이다' 또는 '값을 양수로 한다' 를 의미한다.
    • - : 수를 음수로 만든다.
    • ++ : 1 증가
    • -- : 1 감소
    증가/감소 연산자는 변수의 앞에 쓰는 것과 뒤에 쓰는 게 다른 의미를 갖는다. 변수 앞, 그러니까 ++a은 'a를 1 증가시키고, 그 값을 쓴다'는 의미이지만 변수 뒤(a++)에 쓰면 '값은 a의 값을 쓸 건데, 나중에 1을 증가시킬 거야'란 뜻이다. 이 연산자가 이렇게 복잡해진 이유는, 한 번에 두 가지 기능(값을 가져오는 것과 값을 바꾸는 것)을 동시에 하느라 그렇다. 1을 증가/감소시킬 일이 하도 많다보니 코드를 조금이라도 짧게 줄여보고자 이따위 연산자들이 등장했다. 값을 바꾸는 기능이 들어있으니 변수만 가능하다. 예를 들어 5++ 같은 건 불가능하다. 5는 5지 어떻게 6이 되겠어.
  2. 논리 연산자
    두 값을 비교할 때 사용한다.
    • == : 같다
    • != : 다르다
    • <, <=, >, >= : 수학 시간에 쓰는 그것들인데, ≤를 <=로 쓴다.
    • && : 논리 AND
    • || : 논리 OR
    • ! : 논리 NOT. 말 그대로 '아니다'라는 뜻.
  3. 비트 연산자
    값을 비트 단위로 조작한다. 일반적인 경우에는 쓸 일이 많지 않으며, 비트 단위로 무언가를 하는 경우(하드웨어에 무슨 신호를 보낸다거나) 등에 쓰인다.
    • << : 왼쪽 shift
    • >> : 오른쪽 shift
    • ~ : 비트 NOT. 비트를 반전시킨다. 단항 연산이다.
    • & : 비트 AND
    • | : 비트 OR
    • ^ : 비트 XOR
  4. 대입 연산자
    말 그대로 오른쪽의 결과를 왼쪽의 변수에 대입할 때 사용한다. 상수에는 값을 집어넣을 수 없으므로(당연히 3에다 5를 집어넣을 수 없으므로), 왼쪽에는 변수가 필요하다.
    • = : 그냥 대입
    다음은 복합 대입 연산자라고 한다. 기존 값에 산술 연산이나 비트 연산을 한 결과를 대입하고 싶을 때 사용한다.
    • +=, -=, *=, /=, &= : 기존값에 더해서/빼서/곱해서/나눠서/나머지를 대입.
    • &=, |=, ^=, <<=, >>= : 기존값에 AND/OR/XOR/왼쪽 shift/오른쪽 shift 해서 대입.
    뭔가 복잡해 보이지만, 사실상 코드를 짧게 줄여 쓰기 위한 것들이다. 예를 들어 
    a += b;
    는 
    a = a + b;
    의 줄임 형식이다.
  5. 참조 연산자
    값 그 자체가 아니라, 값이 가리키고 있는 위치를 '참조'하는 연산자이다. 아직 설명 안 된 부분도 있으니까, 잘 모르겠다면 지금은 '이런 것도 있구나' 하고 넘어가도 좋다.
    • [] : 배열 첨자. 배열의 몇 번째를 가리킬 때 쓰는 그거다.
    • * : 포인터 참조. 아직 설명 안 한 부분이다. 일단 넘어가자.
    • & : 값의 주소. 마찬가지로 포인터에 설명이 있다.
    • . : 구조체 멤버.
    • -> : 포인터 구조체 멤버. 마찬가지로 구조체에서 설명한다.
    대체 이게 다 뭐냐...

연산자 우선순위

연산자들 사이에는 우선순위가 있다. 상식적으로 생각해봐도 곱하기를 더하기보다 먼저 한다는 것은 알 수 있다. 하지만 덧셈, 뺄셈과 비트 연산, 논리 연산, 대입 연산이 섞여버리면? 보는 사람도 머리가 아프겠지만 컴퓨터 역시 규칙이 필요하다. 그래서 위의 연산자들을 전부 표 하나에 때려넣고 우선순위를 정해두었다. 동급의 연산자는 왼쪽부터 연산한다. 편의상 '연산자'는 아니지만 비교를 위해 들어간 것들도 있다.

  1. 괄호. 최종보스 괄호가 쳐져 있으면 무조건 먼저 계산한다. 당연하잖아. 괄호는 '이걸 먼저 계산해라'고 알려주는 역할을 한다.
  2. ++(변수 뒤), --(변수 뒤), [](배열 첨자), .(구조체 멤버), ->(포인터 구조체 멤버), ()(함수 호출. printf()할때의 그 괄호다.)
  3. ++(변수 앞), --(변수 앞), +(양수 표기), -(음수 표기), !(논리 NOT), ~(비트 NOT), *(포인터 참조), &(값의 주소).
    바로 밑에서 설명할 형변환도 이 레벨이다. 이 레벨의 연산자들은 전부 단항 연산자들이며, 오른쪽에서 왼쪽으로 계산된다는 특징이 있다. ++a나 !a 처럼.
  4. *(곱하기), /(나누기), %(나머지) 신난다 드디어 아는 게 나왔어!
  5. +(더하기), -(빼기)
  6. <<(왼쪽 shift), >>(오른쪽 shift)
  7. 크기를 비교할 때 쓰는 논리 연산자들. <, <=, >, >=
  8. 같냐 다르냐를 비교하는 논리 연산자들. ==(같다), !=(다르다)
  9. &(비트 AND)
  10. ^(비트 XOR)
  11. |(비트 OR)
  12. &&(비교 AND)
  13. ||(비교 OR)
  14. 대입 연산자들. =, += 등등. 이것도 오른쪽의 결과를 왼쪽 변수에 대입하는 거니까 계산 방향은 오른쪽에서 왼쪽이다.
  15. ,(쉼표). 계산을 나열할 때 쓴다.

헉헉 힘들다

주의점

우선 다음 코드를 봐 보자. 

int a = 9; int b = 2; double res; //앞의 두개의 변수는 정수형, 나머지 하나는 실수형 변수.
res = a / b;
printf("res = %f", res);

자, 그럼 res의 출력값은?

'4.5요!'라고 말했다면 당신은 훌륭하게 낚이신거다. 여기서 res가 출력하는 값은 4.0이다. 왜일까? 위의 연산자 우선순위를 생각해보자. 대입(=)보다 나누기(/)가 먼저니까 a / b를 먼저 한다. 정수 9를 정수 2로 나누었으니까 값은 4이고(!!!!), 그걸 실수형 변수에 넣어야 하니까 4.0으로 바꿔서 res에 대입한다. 아니 왜 9를 2로 나누는데 4가 되나요! 라고 말하고 싶은 당신! 화내지 말고, 컴퓨터가 어떻게 생각하는지 들여다 보자.

  1. 9를 2로 나눈다.
  2. 9는 정수다. 2도 정수다. 그럼 나눈 결과도 당연히 정수가 되어야 마땅하다.
  3. 나누면 대충 어... 4.xxxx가 되는거 같은데. 이걸 정수로 하면? 4가 되겠네.
  4. 4를 res에 넣자. 근데 res는 실수형인데?
  5. 그럼 4를 4.0으로 바꿔서 넣지 뭐.

이 과정을 거쳐 결국 4.0이 나오게 된다.

하지만 위의 저 코드를 만든 사람은 4.5가 나오기를 기대하고 만들었을 것이다. 그럼 어떻게 해야 4.5가 나오게 할 수 있을까? 해답은 형변환을 쓰는 것이다. 변수 앞에, 괄호를 치고 자료형을 쓰면 그 변수를 해당 자료형으로 임시로 바꿔준다. 

int a = 9; int b = 2; double res; 
res = (double) a / b; //a를 일시적으로 실수형으로 인식하도록 만든다.
printf("res = %f", res);

위의 우선순위 리스트에서, 2번째 레벨에 있던 형변환을 사용한다. 나누기는 레벨 4니까, 9 나누기 2를 하기 전에 먼저 9를 9.0으로 바꿔주는 것이다. 이번에도 마찬가지로 컴퓨터의 사고 방식을 들여다보자.

  1. 먼저, 9를 9.0으로 바꾼다.
  2. 9.0 나누기 2를 해야하네? 근데 이 둘은 형태가 다른데? 둘 중 하나를 바꿔야하네?
  3. 실수를 정수로 바꾸면 소수점 밑이 다 잘려버리잖아. 안되겠다. 2를 2.0으로 바꿔야겠어.
  4. 9.0 나누기 2.0은 4.5지.
  5. res에 들어갈 값은 4.5야. 간단하군!

조건문

조건문은 조건에 따라 두 가지 혹은 그 이상의 실행 경로를 실행할 수 있게 하는 것을 말한다. C언어에는 조건문으로 두 경로 중 하나를 선택하는 if-else문과 여러경로 중 하나를 선택하는 switch문이 있다.

if-else문

if (조건)
{
내용 1
}
else
{
내용 2
}

조건의 내용이 참이면 내용 1을, 거짓이면 내용 2를 실행한다.

else는 없어도 된다. 예를 들어, 

if (조건)
{
내용 1
}

조건이 참이면 내용 1을 실행하고 거짓이면 실행하지 않고 넘어간다. 

if (a >= 0)
{
    printf("%d", a);
}
else
{
    printf("%d", -1 * a);
}

만약 a가 0 이상이라면 그대로 출력하고 미만이라면 -1을 곱해서 출력하라는 의미이다. 또한, {}를 생략해도 된다. 

if (a >= 0)
    printf("%d", a);
else
    printf("%d", -1 * a);

즉, 이렇게 써도 된다. 하지만 {}를 생략할 경우 코드 한 줄만 if-else문의 범위에 들어가진다. 

if (a >= 0)
    printf("%d", a);
else
    a = -1 * a;
printf("%d", a);

이렇게 작성하면, 조건이 거짓일때 a = -1 * a;만을 실행하고 빠져나온 다음 printf("%d", a);를 실행한다. 조건이 참일때는 printf("%d", a);를 실행한 다음 빠져나온 다음 밑의 printf("%d", a);를 실행하게 된다. 이렇게 꼬일 수도 있으니 {}를 생략할 때에는 가독성을 위해 들여쓰기를 생활화하자.

if-else문을 중첩해서 사용할 수도 있다. 

if (조건 1)
{
내용 1
}
else
{
    if (조건 2)
    {
    내용 2
    }
    else
    {
    내용 3
    }
}

이 경우, 조건 1이 참이면 내용 1을 실행한다. 거짓이면 안으로 들어가고, 조건 2가 참이면 내용 2를, 거짓이면 내용 3을 실행한다. 

if (조건 1)
{
내용 1
}
else if (조건 2)
{
내용 2
}
else
{
내용 3
}

{}를 생략해서 이렇게 작성할 수도 있다.

switch문

여러 조건들중 하나를 선택할때 사용한다.

형식
switch(수식)
{
      case 0 :  //0일때 실행
      case 1 :  //1일때 실행
      case 2 :  //2일때 실행
      case 3 :  //3일때 실행
      case 4 :  //4일때 실행
      default : //아무것도 아닐때 실행
}

수식은 정수, 실수,음수 전부 가능하다.

default 의경우 있어도 되고 없어도 된다.

소스
switch(num)
{
      case 0 : printf("num = 0");
      case 1 : printf("num = 1");
      case 2 : printf("num = 2");
      case 3 : printf("num = 3");
      case 4 : printf("num = 4");
      default : printf("맞는 수가 없습니다" );
}
결과

(만약 num이 3인경우 )

num = 3num = 4맞는 수가 없습니다

위와같이 동작하는 이유

위와같이 switch문의 경우 그와 일치하는 부분부터 마지막 까지 실행을 한다.

만약 한가지만 실행하려면 break문과 함께 써주면 된다.

소스
switch(num)
{
      case 0 : printf("num = 0");break;
      case 1 : printf("num = 1");break;
      case 2 : printf("num = 2");break;
      case 3 : printf("num = 3");break;
      case 4 : printf("num = 4");break;
      default : printf("맞는 수가 없습니다" );
}
결과

(만약 num이 3인경우 )

num = 3

반복문

반복문은 특정 부분을 반복해서 실행하는 것을 말한다.

C언어에는 while문, for문, do-while문이 있다.

while문

while (조건문)
{
문장
}

while문을 만나면 먼저 조건문을 검사한다. 조건문의 내용이 참이면 문장을 실행하고, 거짓이면 실행하지 않고 넘어간다. 문장의 내용을 모두 실행한 뒤에 다시 조건문을 검사한다. 계속 반복하다가 조건문이 거짓이 되면 빠져나온다.

for문

for (초기식; 조건식; 변환식)
{
문장
}

for문을 만나면 먼저 초기식을 실행한다. 조건식이 참이면 문장을 실행하고 거짓이면 실행하지 않고 넘어간다. 문장을 실행한 뒤, 변환식을 실행한 다음 조건식을 검사하고 참이면 실행, 거짓이면 넘어가기를 조건식이 거짓이 될 때까지 반복한다. 식들은 생략할 수 있지만 세미콜론은 생략할 수 없다. 

for (초기식; ; 변환식)
{
문장
}

조건식을 생략하면 이런 모습이 된다. 모든 식을 다 비우는 경우는 자동으로 무한 루프가 된다.[5] 

for ( ; ; )
{
// Infinite loops
}

BASIC 등 여타 언어의 for문보다 덜 직관적이라고 생각할 수 있는데, 오히려 논리적으로 간명하고 확장성이 뛰어난 면이 있다. 예를 들어 ‘1/1 + 1/2 + … + 1/N이 100을 넘는 최초의 N’과 같은 것을 찾을 수 있다.

머릿속에서 다음 코드와 같다고 생각해도 된다. 

초기식
while (조건식)
{
문장
변환식
}

do-while문

do{
문장
}while (조건식);

while문과 유사하지만 조건식을 먼저 검사하지 않고 중괄호 안의 내용을 먼저 검사한 뒤에 조건식을 검사한다.그러나 최초 한번은 반드시 실행되는 만큼 그리 권장하지는 않는다.

break

현재 실행하고 있는 반복문을 빠져나온다. 반복문이 여러개 중첩되어 있으면 가장 가까운 반복문을 하나 빠져나온다. 

while (true)
{
내용 1
while (true)
{
내용 2
break;
}
}

내용 1을 실행한 다음 while문 안으로 들어가 내용 2를 실행, 바로 빠져나와 다시 내용 1을 실행, 내용 2를 실행을 무한 반복한다.

포인터

보통 C 프로그래밍을 시작한 초보자가 가장 이해하고 배우기 힘들어하는 부분. 터닝포인터[6]

먼저 포인터(Pointer)라는 개념부터 설명하자. 이름에서부터 알 수 있듯, 포인터는 가리키는 것(Point+er)을 의미한다. 다시 말해서, 변수는 변수인데, 화살표처럼 생긴 변수라고 이해하면 된다.

그러면, 우리가 무언가를 가리킬 때 필요한게 무엇인지 잘 생각해보자. 다른 정보는 없어도 그 대상이 위치한 곳이 어딘지를 알아야하지 않을까? 바로 포인터 변수는 자신이 가리키는 대상의 위치, 즉 메모리 상의 주소를 가지고 있는 변수가 되겠다. 즉, 포인터 값 그 자체는 내가 가리키는 곳을 의미한다는 것이다.

그렇다면, 포인터 변수를 표기하는 방법을 조금 더 살펴보자. 이 표기법 때문에 많이 헷갈리곤 하는데, 다음 표를 잘 보면서 이해해보자.

포인터 관련 표기법
기호 의미 사용례 해석
* (포인터 참조[7]) 포인터 변수가 가리키는 대상을 불러온다. *a = 5; a라는 포인터 변수가 가리키는 위치에 있는 대상의 값을 5로 바꾼다.
& (포인터 역참조[7]) 해당 변수가 위치한 곳을 불러온다. a = &b; a라는 포인터 변수가 b가 위치한 곳을 가리키도록 바꾼다.

이 부분이 많이 헷갈릴 것이다. 일단 변수를 선언하는 것부터가 문제가 될 수 있다.

선언 순서에 따른 코드 해석
사용한 코드 실제 받아들여지는 코드 의미
int a; int (a); int형을 가진 변수 a를 선언한다.
int *a; int (*a); int *형을 가진 변수 a를 선언한다.
int *a, b; int (*a), b; int *형을 가진 변수 a와 int형을 가진 변수 b를 선언한다.
int *a, *b; int (*a), (*b); int *형을 가진 변수 a와 b를 선언한다.

보다시피, 포인터 참조자 *는 우선순위가 낮기 때문에, 포인터형 변수를 선언하고자 할 때는 이런 부분에 주의해야 한다. 다음은 포인터 표기법을 썼을 때 자료형이 어떻게 되는지를 나타낸 것이다.

전제 조건 
int a = 5;
int *b;
int **c;
b = &a;
c = &b;
표기법 실제 자료형 나타내는 값
a int 5
&a int * 0x00aea6a0
b int * 0x00aea6a0 (= &a)
*b int 5 (a 그 자체)
&b int ** 0x00aea698
c int ** 0x00aea698 (= &b)
*c int * 0x00aea6a0 (= &a, b 그 자체)
**c int 5 (a 그 자체)
&c int *** 0x00aea690

잘 보면 알겠지만, 변수 선언과는 반대로, *를 앞에 붙일 수록 자료형에서 *이 떨어지는 걸 알 수 있다. 반대로, &는 앞에 하나 붙일 수 있는데, 이를 붙이는 경우 *이 하나 붙는 걸 알 수 있다.

그러면, 이제 실제로 포인터를 이용해 값을 바꾸는 과정을 통해 포인터의 동작 원리를 알아보자.

동작 과정
코드 해석/의미 변수 내부의 값
a b p q pp

int a = 5;
int b = 10;
int *p;
int *q;
int **pp;

다음과 같이 변수 선언을 먼저 해뒀다고 가정해보자. 5
&a: 0x00aea6a0 		10
&b: 0x00aea69c 		(초기화 안 됨)
&p: 0x00aea698 		(초기화 안 됨)
&p: 0x00aea690 		(초기화 안 됨)
&pp: 0x00aea688
a = 3; a의 값을 3으로 바꾼다. 3 10 (초기화 안 됨) (초기화 안 됨) (초기화 안 됨)
p = &a; p[8]에게 a[9]를 가리키도록 한다. 3 10 0x00aea6a0
*p: 3 		(초기화 안 됨) (초기화 안 됨)
*p = 7; p[8]가 가리키는 대상의 값(a[9])을 7로 바꾼다. 7 10 0x00aea6a0
*p: 7 		(초기화 안 됨) (초기화 안 됨)
q = p; q[8]에 p[8]의 값을 넣도록 한다. 7 10 0x00aea6a0
*p: 7 		0x00aea6a0
*q: 7 		(초기화 안 됨)
*q = 5; q[8]가 가리키는 대상의 값(a[9])을 5로 바꾼다. 5 10 0x00aea6a0
*p: 5 		0x00aea6a0
*q: 5 		(초기화 안 됨)
q = &b; q[8]에게 b[9]를 가리키도록 한다. 5 10 0x00aea6a0
*p: 5 		0x00aea69c
*q: 10 		(초기화 안 됨)
pp = &p; pp[10]에게 p[8]를 가리키도록 한다. 5 10 0x00aea6a0
*p: 5 		0x00aea69c
*q: 10 		0x00aea698
*pp : 0x00aea6a0, **pp: 5
**pp = 3; pp[10]가 가리키는 대상(p[8])이 가리키는 대상(a[9])의 값을 3으로 바꾼다. 3 10 0x00aea6a0
*p: 3 		0x00aea69c
*q: 10 		0x00aea698
*pp : 0x00aea6a0, **pp: 3
*pp = q; pp[10]가 가리키는 대상(p[8])의 값을 q[8]로 바꾼다. 3 10 0x00aea69c
*p: 10 		0x00aea69c
*q: 10 		0x00aea698
*pp : 0x00aea69c, **pp: 10
q = &a; q[8]에게 a[9]를 가리키도록 한다. 3 10 0x00aea69c
*p: 10 		0x00aea6a0
*q: 3 		0x00aea698
*pp : 0x00aea69c, **pp: 10

다소 이해가 복잡할 수 있지만, 쓰여진 코드와 변수 값이 변하는 과정을 보고 이해하도록 노력해보자.

그렇다면 이런 기능을 어디다가 쓸 수 있을까?

함수

매개변수

Call By Value
Call By Reference

동적할당

구조체

공용체

열거형

파일 입출력

FILE * 변수이름 = fopen("파일이름", "설정");

FILE * fin = fopen("fin.txt", "r");
FILE * fout = fopen("fout.txt", "w");
FILE * fa = fopen("fa.txt", "a");

'변수이름'에는 사용할 이름을 넣어주고, '파일이름'에는 사용할 파일의 이름을 넣어준다. '설정'에는 파일을 어떻게 사용할 것인지 넣어준다.

w : 쓰기 모드 r : 읽기 모드 a : 이어쓰기 모드

쓰기 모드일 때 대상 파일이 없다면 파일을 새롭게 만들지만, 읽기 모드일 때 대상 파일이 없다면 오류를 뱉어낸다.

헤더파일, 소스파일

고급 과정

전처리기

#define

#define은 특정한 문자(이름)를 찾아 다른 형태(토큰)로 바꾼다. 두 줄 이상으로 작성하고 싶을 때에는 '\' 를 이용하면 된다. 

#define 이름 토큰

작성 

#define Int_Max 2147483647
int max = Int_Max;

결과 

int max = 2147483647;

함수와 비슷한 형태로 작성하면 함수같이 사용할 수도 있다. 

#define 이름(인자) 토큰

작성 

#define Sum(X, Y) X + Y
int sum = Sum(1, 2);

X나 Y가 아니라 다른 것을 사용해도 상관없다. 수도 상관없다.

결과 

int sum = 1 + 2;
#undef

#define으로 정의된 매크로를 무효화한다.

작성 

#define PI 3.141592
int pi = PI;
#undef PI
int pi = PI;

결과 

int pi = 3.141592;
int pi = PI;

int pi = PI; 부분에서 오류를 뱉어낸다. #undef로 무효화된 매크로는 그 밑으로 더 이상 작동하지 않는다. 사용 위치에 주의할 필요가 있다.

#include

특정 파일의 내용을 가져와서 포함시킨다. 

#include <stdio.h>
int main(void)
{
printf("Hello, World!");
return 0;
}

위 소스 코드에서, #include <stdio.h>의 위치에 stdio.h 헤더파일의 내용이 옮겨진다. printf함수는 stdio.h 헤더파일 내에 선언되어 있는 함수이다. 

#include <헤더파일>
#include "헤더파일"

이렇게 두 가지 모양으로 쓸 수 있는데, <>는 컴파일러에 지정되어 있는 폴더에서 헤더파일을 찾고, ""는 소스 코드 파일이 있는 폴더에서 헤더파일을 찾는다.

조건부 컴파일

조건이 참이냐 거짓이냐에 따라 컴파일 되는 부분을 정할 수 있다. 조건문과 비슷하다. #if는 if, #else는 else, #elif는 else if와 같으며 #endif는 여기까지가 조건부 컴파일이라는 의미이다.

#if
#if 조건
내용1
#endif
내용2

조건의 내용이 참일 경우 #if ~ #endif까지의 내용(내용1)을 컴파일 한다. 하지만 내용1만이 컴파일 되는 것이 아니라 내용2역시 컴파일 된다.

#else
#if 조건
내용1
#else
내용2
#endif

조건이 참이면 내용1을, 거짓이면 내용2를 컴파일 한다.

#elif
#if 조건1
내용1
#elif 조건2
내용2
#endif

조건1이 참이면 내용1을 컴파일 한 다음 #endif를 만나고 끝마친다. 거짓이면 내려간다. #elif를 만나고 조건2가 참이면 내용2을 컴파일 하고, 거짓이면 내려가 #endif를 만나 끝마친다.

#endif

조건부 컴파일을 끝마친다.

#ifdef
#ifdef 식별자

if defined. #if와 쓰임새가 같은데 만약 식별자가 정의된 경우 참, 아닌 경우 거짓이다.

#ifndef
#ifndef 식별자

if not defined. #ifdef의 반대이다. 식별자가 정의된 경우 거짓, 아닌 경우 참이다.

#error
##
#pragma

컴파일러에게 명령을 전달한다. 

#pragma 명령

컴파일러마다 다르니 자세한 것은 추가바람

각주

  1. ↑ int가 정확히 어떤 뜻인지는 아래에 나온다.
  2. ↑ C언어에서 쌍따음표는 '문장(문자열)'을 뜻한다. 그리고 '\n'은 '개행'을 뜻하는 문자로 취급된다. 또한 \n은 한 글자로 취급되므로 주의하자.
  3. ↑ 문자를 나타낸다고 했지만 사실은 정수형의 일종으로 그저 1바이트만큼의 숫자를 나타낼 수 있는 형식이다.
  4. ↑ 32비트 컴퓨터 시절부터 컴파일러가 4바이트(32비트)로 처리했으며, 이 전통은 호환성 때문에 64비트 컴퓨터까지 이어저, 64비트 컴퓨터에서 컴파일러를 돌리더라도 8바이트가 아니라 4바이트로 할당하게 된다.
  5. ↑ 보통 많이 쓰는 while(1)의 경우 컴파일러가 최적화해주지 않으면 1을 비교하면서 돌아버리기 때문에 비교 연산이 전혀 없이 순수하게 루프만 도는 for (;;)를 선호하는 사람들도 있다.
  6. ↑ 취소선을 표시했지만 정말 이 부분에서 C언어를 포기하는 사람들이 급증한다. 과장 조금 보태서 포인터를 완벽하게 이해한다면 C언어를 거의 다 이해했다고 할 수 있을 정도이다.
  7. ↑ 7.0 7.1 C++에서는 포인터는 포인터고, 참조자는 오히려 역참조 기호를 사용한다. 하지만 여기서는 C를 기준으로 설명하고 있기에, C에서 사용되는 개념을 단어로 표현한 것이므로, C++을 동시에 진행한다면 헷갈리지 않도록 주의하자.
  8. ↑ 8.00 8.01 8.02 8.03 8.04 8.05 8.06 8.07 8.08 8.09 8.10 int *형
  9. ↑ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 int형
  10. ↑ 10.0 10.1 10.2 int **형