자료형과 선행 처리기

상수와 변수의 기본 개념.
변수 등에 사용되는 자료형.
변수 선언과 선행 처리기의 종류, 활용 방법.

  • 학습 목표

    1. 여러 종류의 상수 이해.
    2. C 언어 변수와 변수 선언에 대한 의미.
    3. 변수 선언 시 고려할 사항.
    4. 기본 자료형의 종류와 범위 이해.
    5. 여러 선행처리기의 용도와 사용방법.

  • 주요 용어

    • 상수 (const) : 값이 한번 정해지면 그 값을 변경할 수 없는 수.
    • 변수 (variable) : 프로그램 실행도중 변할 수 있는 값이 저장되는 기억공간을 의미.
    • 자료형 (data type) : 사용하는 자료의 형태.
    • 초기화 : 선언된 변수에 특정 값을 부여하는 것.
    • 선행처리기 : 컴파일 하기 전에 미리 수행되어야 할 처리기.

상수와 변수

자료형

  • 프로그램에서 사용하는 자료의 형태.
  • 상수와 변수로 구분하여 사용.
  • 프로그램에서 자료(data)를 처리하기 위해 자료의 생성/처장/처리과정이 필요.
  • C 언어.
    • 수많은 명령어와 자료들로 구성.
    • 이들 자료의 정확한 처리와 효율적인 활용 필요.
  • C 언어는 여러가지 종류의 자료형(data type)을 지원.

상수 (constant)

  • 항상 고정된 값을 갖는 자료.
  • 값이 한번 정해지면 프로그램 도중 그 값을 변경할 수 없는 수.
    • 정수형 상수.
      • 10, 8, 16진수
      • 구분 예 비고
        10진 상수 10, -10, 999 0~9까지의 숫자를 사용. 0으로 시작 불가.
        8진 상수 011, 055 0~7까지 숫자를 사용, 숫자 앞에 0을 붙임.
        16진 상수 0xac, 0X2A 09, AF를 사용, 숫자 앞에 0x나 0X를 붙임.
        unsigned형 상수 12u, 067u, 0XFAU 부호 없는 상수를 표현하며, 숫자 뒤에 u나 U를 붙임.
        long형 상수 12345l, 0XFFL 큰 길이의 정수를 표현, 숫자 뒤에 l이나 L을 붙임.
    • 실수형 상수.
      • 부동소수점 형 상수.
      • double형을 기본 자료형으로 사용.
      • 구분 예 비고
        소수 형식 12.345, 3.14, .5 소수점을 사용하여 표현.
        자수 형식 12E3(=12000), 5e-2(=0.005) 10진수와 e(E)를 사용하여 표현.
        float형 상수 3.14f, 3.14e-3F 숫자 뒤에 f나 F를 붙임.
        long double형 상수 3.14l, 3.14E-3L 숫자 뒤에 l이나 L을 붙임.
    • 문자형 상수.
      • 단일 인용부호 '' 로 묶여 있는 1개의 영문자나 숫자문자.
      • 내부적으로는 해당문자의 ASCII CODE 값이 사용.
      • escape 문자
        • excape 기능
          \a 경고음 (alert) 출력
          \b 백 스페이스 (back space)
          \f 새 페이지 (foam feed)
          \n 출력 시 줄 바꿈 (new line)
          \r 커서를 행의 시작 위치로 이동 (carriage return)
          \t 수평 탭 (horizontal tab)
          \0 ASCII 코드 값이 0인 문자 (null 문자)
    • 문자열 상수.
      • 이중 인용부호 ""로 묶여 있는 복수개의 영문자나 숫자.
      • 기억공간에 보관될 때는 문자열 끝에 null 문자 \0가 추가.

변수(variable)

  • 변할 수 있는 값.
  • 프로그램 실행 도중 변할 수 있는 값이 저장 되는 기억공간을 의미.
    • i = 10; 은 i는 변수명이고, 10이란 값을 i라는 이름으로 정의된 기억공간에 저장한다는 의미.
  • 이런 변수 속에 들어가는 값은 수시로 변경될 수 있음.
  • 변수는 사용 전에 반드시 선언하여 컴파일러가 기억공간에서 일정 공간을 확보할 수 있도록 해야 함.

변수의 특징

  • 모든 변수는 이름이 있다.
  • 모든 변수는 정해진 자료형이 있다.
  • 모든 변수는 할당된 값을 갖는다.

변수의 정의 규칙

  • 모든 변수는 사용전에 선언되어야 함.
  • 반드시 영문자나 밑줄로 시작해야 함.
  • 중간에 _ 이외의 특수문자를 섞어 사용할 수 없음.
  • 대,소문자 구분 해야함.
  • 예약어는 사용할 수 없음.

변수의 사용 예

  #include <stdio.h>
  void main() {
    int a, b;   //  정수형 변수 a, b 선언.
    a = 100;    //  변수에 값 대입.
    b = 50;
    printf("a=%d, b=%d\n", a, b);
  }

자료형과 변수 선언

  • 변수.
    • 자료를 저장할 기억공간을 확보하고, 이 공간에 이름을 붙인 것.
  • 변수 선언.
    • 확보된 기억공간에 이름을 부여하는 것.
  • 이러한 변수 선언을 위해 자료형이 필요.

자료형의 종류

  • 기본형 (primitive)
    • 정수형 (integer type)
      • int, short, long, unsigned
    • 실수형 (floating-point type)
      • float, double, long double
    • 문자형 (charactor type)
      • char, unsigned char
    • 열거형 (enumerated type)
      • enum
    • 형 없음
      • void
  • 확장형
    • 배열 형 (array type)
    • 함수 형 (function type)
    • 포인터 형 (pointer type)
    • 구조체 형 (structure type)

정수형

  • int, short, long, unsigned
  • 운영체제에 따라 표현 범위가 다름.
정수형 표형 범위 크기
short int -32768 ~ 32767 2 byte
long int -214783648 ~ 214783647 4 byte
int -2147483648 ~ 2147483647 4 byte
unsigned short int 0 ~ 65535 2 byte
unsigned long int 0 ~ 429496795 4 byte
unsigned int 0 ~ 42959667295 4 byte

실수형

  • float (4 byte), double (8 byte), long double (8 byte)

문자형

  • char, unsigned char
  • ASCII 코드를 사용하여 처리.
정수형 표형 범위 크기
char -128 ~ 127 1 byte
unsigned char 0 ~ 255 1byte
  • 문자형 사용의 예
#include <stdio.h>

int main()
{
  printf("Hell The C\n");

  char ch;
  int in;
  ch = in = 'A';

  printf("ch = %d\n", ch); // ASCII 코드 출력
  printf("in = %d\n", in); // ASCII 코드 출력

  return 0;
}

열거형

  • 숫자 대신 단어 사용

  • 형싱 : enum 태그명 {열거자1, 열거자2, ...}

  • 열거형의 사용 예

#include <stdio.h>

int main()
{
  enum day1 { SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT } d1;
  enum day2
  { sun = 2, mon, tue, wed, thu, fri, sat } d2;

  d1 = WED;
  d2 = wed;

  printf("열거형 d1에 저장된 값 %d\n", d1); // 3
  printf("열거형 d2에 저장된 값 %d\n", d2); // 5

  return 0;
}

변수 선언

  • 변수명과 변수가 가질 자료형을 지정하여 변수를 위한 기억공간을 할당하는 것.
  • 형식 : 자료형 변수명;
  • 사용 예
    • 정수 -> int 변수명;
    • 문자열 -> char 변수명 [문자수 + 1];

변수 선언 시 고려 사항

  • 변수에 저장될 값의 크기(범위).

    •   #include <stdio.h>
  void main()
  {
    short int n1, n2;
    n1 = 32767 + 1;
    n2 = -32768 - 1;

    printf("n1 = %d\n", n1); //  -32768
    printf("n2 = %d\n", n2); //  32767
    //  자료형 범위가 넘어가면 다른 값이 나옴.
  }

  • 변수 선언 위치.

    • 전역 변수로 선언 -> 프로그램 어디서나 사용 가능.

    • 지역 변수로 선언 -> 함수 내에서만 사용 가능.

    •   #include <stdio.h>

  int n = 100; //  전역변수 n 선언
  void func()
  {
    int n = 200; //  지역변수 n 선언

    printf("n in func() : %d\n", n); //  200
  }

  int main()
  {
    printf("n in main() : %d\n", n); //  100
    func();
    return n;
  }

  • 변수의 초기화.

    •   #include <stdio.h>
  int main()
  {
    int i, sum;

    for (i = 1; i < 10; i++)
    {
      sum += i;
    }
    printf("from 1 to 10 : %d\n", sum); //  32811

    return n;
  }

선행처리기 (preprocessor)

  • 컴파일에 앞서 프로그램 선두에 선언된 지시자들을 밀리 처리하는 역할 수행.
선행처리기 기능
#include 파일 포함
#define 매크로 정의
#if #else #elif #endif 조건부 컴파일

선행처리기 사용시 주의점

  • 반드시 #으로 시작해야 함.
  • 명령문 끝에는 ;을 붙이지 않음.
  • 한줄에 하나의 명령만 쓴다.
  • 소스 프로그램의 첫 부분에 위치한다.

파일 포함 : include

  • C언어에서 제공하는 헤더파일(*.h)을 자신의 소스파일에 읽어 들여 함께 컴파일 하고자 할 떄 사용.
  • 표준함수인 printf(), scanf()
    • 이 함수들의 원형 (prototype)이 선언되어 있는 표준 입출력 헤더파일인 stdio.h를 include 해야 함.
  • 형식
    • #include <파일명>
    • #include "파일명"
  • 사용 예
    • #include <stdio.h>
    • #include "stdio.h"
    • #include "/tc/lib/math.h"
  • 기능
    • #include 다음에 제시된 파일을 현재 프로그램에 포함시킴.
    • <파일명>은 표준 디렉토리(보통 include)에서 파일을 찾아 포함.
    • "파일명"은 현재 사용 중인 디렉토리나 지정된 디렉토리에서 파일을 찾아 포함하며, 또는 드라이브나 경로를 사용.

매크로 정의 : #define

  • 매크로를 정의할 때 사용.
  • 매크로 macro.
    • 선행처리기 #define을 사용하여 단순 치환되는 자료.
    • 프로그램 작성 시에 명령이나 수식 또는 상수 값이 자주 사용될 때 이들을 대표하는 이름을 붙여 사용하는 대상.
  • 매크로 정의.
    • 매크로 상수 정의.
    • 매크로 함수 정의.

매크로 상수 정의

  • 형식
    • #define 매크로명 자료
    • #define 매크로명
  • 사용 예
    • #define PI 3.141592
    • 이는 프로그램 내의 PI는 3.141592로 치환하라는 것.
  • 기능
    • 프로그램에 나오는 매크로 명을 지정한 자료로 치환한 후, 컴파일하거나 (#define), 정의 해제(#undef) 한다.
#include <stdio.h>
#define ADDR "192.168.0.1"
#define TEL "010-1234-5678"

int main()
{
  printf("ADDR : %s\n", ADDR);
  printf("TEL : %s\n", TEL);

  return 0;
}

매크로 함수 정의

  • 형식
    • #define 매크로명 (인수) (수식)
    • #define 매크로명 (인수, 인수) (수식)
  • 사용 예
    • #define AREA(x) (3.14 * (x) * (x) )
    • #define HAP(a, b) ( a + b )
  • 장점
    • 선행처리기에 의해 단순 치환 방식이므로, 전달 인자의 자료형을 명시할 필요가 없음.
    • 어떠한 자료형 변수를 인자로 전달해도 잘 작동함.
    • 한 두 줄의 코드인 경우 함수로 정의하는 것 보다 속도가 빠름.
#include <stdio.h>
#define ADD1(x, y) x + y
#define ADD2(x, y) ((x) + (y))
#define MULTIPLY1(x, y) x *y
#define MULTIPLY2(x, y) ((x) * (y))

int main()
{
  int a1, a2, m1, m2;

  a1 = 10 * ADD1(3, 4);
  a1 = 10 * ADD2(3, 4);

  m1 = MULTIPLY1(1 + 2, 3 + 4);
  m2 = MULTIPLY2(1 + 2, 3 + 4);

  printf("a1 : %d, a2 : %d\n", a1, a2);
  printf("m1 : %d, m2 : %d\n", m1, m2);

  return 0;
}

조건부 컴파일 : #if #else #elif #endif

  • 조건에 따라 프로그램을 컴파일하는 명령.
  • 최적의 코드로 프로그램을 작성할 수 있기 때문에 시스템 성능 향상.
  • #if, #elif 다음에는 컴파일 여부를 결정하는 조건문 필요.
    • 조건문은 선행처리과정에서 진위 여부를 판단할 수 있어야 함.
    • 변수 지정이나 함수 호출 불가.
    • 주로 매크로 값이 사용.
  #include <stdio.h>
  #define CON 0

  int main()
  {
  #if CON
    printf("\n COMPILE IF \n");
  #else
    printf("\n COMPILE ELSE \n");
  #endif
    return 0;
  }
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