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씹어먹는 C 언어 - <5. 문자 입력 받기>

2009-04-27T18:09:00.000+09:00

이번 강좌에서는...

문자를 저장하는 변수
scanf 의 사용
섭씨 → 화씨 환산 프로그램

등을 배우게 됩니다.

지난번 강좌는 잘 이해 되셨는지요? 이번 강좌에서는 제목에서도 볼 수 있듯이 두 가지 내용을 한꺼번에 배우게 됩니다. 바로, 문자를 키보드로 부터 입력을 받는 것이지요. 문자를 입력 받을 수 있다면, 숫자도 당연히 입력 받을 수 있게 됩니다. 즉, 이번 강좌에서는 문자 형식의 변수와 키보드로 부터 입력을 받는 입력에 대해 알아 보도록 하겠습니다.

일단, 컴퓨터에서 문자를 처리하는 방식에 대해 생각해 봅시다. 제가 누누히 말하지만 우리의 컴퓨터는 그다지 똑똑하지 못합니다. 아무리 최신 Intel CPU 를 장착해도 컴퓨터는 단지 0 과 1 만을 처리할 뿐이죠. 따라서, 2 와 3 같은 숫자도 처리하지 못하는데 어떻게 a ,b, 가, 나, 韓 과 같은 수 많은 문자를 처리할 수 있겠습니까? 하지만, 방법이 있습니다. 이러한 문자들을 숫자에 대응시키는 것입니다. 그런데, 숫자에 대응시킨다면 컴퓨터가 이 것이 숫자인지, 아니면 문자인지 어떻게 알까요? 물론 알 방법은 없습니다. 단지 이 숫자를 '문자' 형태로 사용하거나 '숫자' 형태로 사용하는 것이지요.

문자를 저장하는 변수는 앞에서 살짝 본 적이 있습니다. 바로 char 이지요. int 가 integer 의 약자였다면 char 은 character 의 약자 입니다. 변수가 등장하면 어김없이 등장하는 아래의 표를 살펴 봅시다.

보시는 것과 같이 char 은 맨 위에 위치해 있으며 크기는 1 바이트 입니다. 또한, 이를 통해 나타낼 수 있는 숫자의 범위를 알려주고 있는데, 이는 -128 부터 127 까지, 256 가지 입니다.

/* 문자를 저장하는 변수 */
#include <stdio.h>
main()
{
    char a;
    a = 'a';

    printf("a 의 값과 들어 있는 문자는? 값 : %d , 문자 : %c \n",a,a);
}

위 소스를 성공적으로 컴파일 했다면

위와 같이 나옵니다. 일단, 소스를 분석해 보겠습니다.

char a;

이 부분은 char 형 변수를 선언하는 부분입니다. 기억이 안나시는 분들은 3강을 참조하세요.

a = 'a';

이 부분은 a 라는 변수에 문자 a 를 대입하고 있습니다. 이 때, 모든 문자들은 모두 작은 따옴표로 묶어 주어야 합니다. 만약 작은 따옴표로 묶지 않고 그냥 썼다면

a = a;

C 컴파일러는 이 a 가 변수 a 라고 착각하여 a 라는 변수의 값을 a 라는 변수에 대입하는 문장으로 인식하게 되죠. 따라서 a 에는 아무런 값이 들어있지 않은 쓰레기 값(NULL) 이 되어 나중에 a 라는 문자를 출력해 보았을 때, 이상한 값이 나오게 됩니다.
문자를 대입하는 것도 숫자를 대입하는 것과 동일합니다. 대입 연산자를 이용하면 되죠.

printf("a 의 값과 들어 있는 문자는? 값 : %d , 문자 : %c \n",a,a);

마지막으로, 위 printf 문에 대해 보도록 하겠습니다. 앞에서 말했듯이 컴퓨터는 a 가 문자라는 것 자체를 모른다고 했습니다. 단지 우리가 a 를 문자로 보느냐 아니면 숫자를 보느냐에 따라 달라진다고 했는데, 이 말 뜻을 위 printf 문을 보면 알 수 있습니다.

일단, %d 는 a 의 값을 숫자 (정수인 10 진수) 라고 출력하라는 뜻입니다. 그 옆의 %c 는 아마 예상했겠지만 a 의 값을 문자로 출력하라는 뜻이지요. 따라서, %c 에는 a 에 저장되어 있던 문자 'a ' 가 출력되게 됩니다. 그렇다면 %d 에는 무엇이 출력되었을까요? 앞에서 말했지만 컴퓨터는 문자와 숫자를 일대일 대응 시켜서 생각한다고 했습니다. 따라서, %d 에 출력되는 숫자가 바로 a 에 대응되는 숫자를 가리킵니다.

이 때, 각 문자 마다 대응되는 숫자를 아무렇게나 하는 것이 아니라 일정하게 정해져 있는데 현재 우리가 쓰고 있는 컴퓨터에서는 다음과 같이 정의되어 있습니다.

위 표는 미국 표준 학회(ASA) 에서 정한 아스키(ASCII, American Standard Code for Information Interchange) 코드로 8 비트 데이타를 이용하여 여러 문자에 번호를 붙인 것 입니다. 아까, a 의 숫자 값을 출력하였을 때 97 이 나왔는데 위 표에서 찾아 보면 a 의 값이 97 임을 볼 수 있습니다. 이 때, 위 표의 내용이 0 부터 127 까지 밖에 없는 이유는 위 표준을 정할 당시 그 당시 7 비트 만으로 충분하다고 생각했기 때문이죠. 하지만 IBM 에서 좀 더 많은 종류의 문자가 필요하게 되자 1 비트를 더 추가 시켜서 확장된 아스키 코드(Extended ASCII Code) 를 만들었습니다.

하지만 위 256 개 가지고는 충분하지 못하죠. 왜냐하면 우리 글만 해도 자모음 24 개로 구성되어 있는데, 한 글자당 최대 초성/중성/종성 을 모두 표현해야 합니다. 또한 더욱 심각한 것은 한자와 같은 표의문자의 경우 수만 개가 넘는 한자 데이터들을 가지고 있어야 하는데 이를 256 개 안에 다 표현한다는 것은 불가능하기 때문이죠. 따라서, 컴퓨터가 전세계에 보급되자 좀 더 많은 종류의 문자를 표현해야 한다는 필요성이 대두되었습니다.

결국에는 유니 코드(Unicode) 라는 새로운 형식의 문자 체계를 도입하게 됩니다. 유니코드는 한 문자를 2 바이트로 처리하였습니다. 이는, 기존 아스키의 1 바이트 체계 보다 대응할 수 있는 숫자의 양이 2 배가 늘어난 것이 아니라 256 배가 늘어나, 총 65536 가지의 문자를 처리할 수 있게 되었습니다. 유니코드는 이렇게 막강하여 현재까지 대부분의 언어의 문자 체계를 모두 표시하고도 2만 개 가량 더 대응시킬 수 있는 숫자가 남았다고 합니다. 따라서, 한글, 한자 등 영어를 제외한 대부분의 문자는 2 바이트를 차지합니다.

하지만 2 바이트나 차지하는 유니코드는 다루기가 조금 복잡하여 이번 강좌에는 영어 공부도 할 겸 영문으로만 다루기로 하겠습니다.

/* 섭씨온도를 화씨로 바꾸기 */
#include <stdio.h>
int main()
{
    double celcious; // 섭씨 온도

    printf("섭씨 온도를 화씨 온도로 바꿔주는 프로그램 입니다. \n");
    printf("섭씨 온도를 입력해 주세요 : ");
    scanf("%lf",&celcious); // 섭씨 온도를 입력 받는다.

    printf("섭씨 %f 도는 화씨로 %f 도 입니다 \n", celcious, 9 * celcious / 5 + 32);

    return 0;

}

위 소스를 성공적으로 컴파일 했다면 아래와 같이 나옵니다. 참고로 경고가 1 개 정도 나올 수 있는데, 이는 scanf 의 보안 문제 때문입니다. scanf 를 scanf_s 로 바꾸면 되지만 지금 이 수준에서 보안문제에 크게 신경 쓸 것은 없으므로 그냥 scanf 로 하셔도 됩니다.

이 때, 원하는 숫자를 쓴 후 엔터를 누른다면 (예 : 100)

위와 같이 섭씨가 화씨 온도로 변경된 값이 출력됩니다. 와우! 드디어 쓸만한 프로그램을 처음으로 만들어 보게 된 것 같군요. 소스 코드를 찬찬히 살펴 보도록 합시다.

double celcious; // 섭씨 온도

일단, celcious 라는 double 형 변수를 선언하였습니다. 변수의 이름을 종전의 a , b 에서 celcious 라고 한 이유는 좀 더 이해하기 편하기 때문이죠. 좋은 소스 코드의 조건은 다른 사람이 이해하기 쉬운 소스 코드 이고, 다른 사람이 이해하기 쉬운 소스코드는 기본적으로 변수 이름을 보고도 변수를 한 눈에 파악하기 쉽게 만드는 것입니다.

scanf("%lf",&celcious); // 섭씨 온도를 입력 받는다.

이제, 새로운 함수가 등장하였군요. printf 에 이어 등장한 scanf 군. printf 가 화면에 결과를 출력해 주는 함수였다면, scanf 는 화면(키보드) 로 부터 결과를 받아들이는 입력 함수 입니다. 이렇게 흔히 printf 와 scanf 를 가리켜 입출력함수라 하죠. 이 때, scanf 함수는 우리가 어떠한 입력을 하기 전까지 계속 기다립니다. 또한, 입력을 할 때 엔터를 눌러야지만 입력으로 처리됩니다.

scanf 와 printf 는 이름도 비수무리 할 뿐더러, 사용하는 방법도 비슷합니다. printf 에서 각 변수를 출력할 포맷(%d, %f, %c 등) 을 변수마다 다르게 하는 것처럼 scanf 도 각 변수의 타입마다 입력받는 포맷을 달리 해야 합니다.

위 경우 처럼 double 형의 변수를 입력 받으려면 %lf (LF 이다, if 가 아니다) 로 해야 한다. 그런데, printf 보다 조금 까다로운 점은 printf 는 double 이나 float 모두 %f 로 출력하지만 이에 경우 flaot 은 %f 로 무조건 입력 받아야 한다. 마찬가지로 double 형 변수도 무조건 %lf 로만 입력 받아야 한다. 그 외에도, printf 는 정수형 변수는 모두 %d 로 출력 가능했던 반면에 scanf 는 각 자료형 마다 포맷이 다 정해져 있다. 아래 예제에서 잠시 scanf 의 포맷 들에 대해 정리해 보도록 할 것이다.

printf("섭씨 %f 도는 화씨로 %f 도 입니다 \n", celcious, 9 * celcious / 5 + 32);

마지막으로 위 프로그램의 중요한 부분을 살펴보자. 바로 이 부분에서 섭씨와 화씨의 환산 작업이 이루어 진다. 참고로, 화씨와 섭씨의 변환 공식은 아래와 같습니다.

따라서, 이 공식을 그대로 C 언어 수식을 바꾼 것이 9 * celcious / 5 + 32 인 것이다. 곱셈과 나눗셈의 우선순위가 높으므로 9 * celcious / 5 가 먼저 계산 된 후 32 가 더해지므로 위의 식과 일치합니다. 따라서, 결국 printf 의 두번째 %f 부분에는 위 계산된 화씨의 값이 들어가게 되는 것입니다.

/* scanf 총 정리 */
#include <stdio.h>
int main()
{
    char ch; // 문자

    short sh; // 정수
    int i;
    long lo;

    float fl; // 실수
    double du;

    printf("char 형 변수 입력 : ");
    scanf("%c", &ch);

    printf("short 형 변수 입력 : ");
    scanf("%hd", &sh);
    printf("int 형 변수 입력 : ");
    scanf("%d", &i);
    printf("long 형 변수 입력 : ");
    scanf("%ld", &lo);

    printf("float 형 변수 입력 : ");
    scanf("%f", &fl);
    printf("double 형 변수 입력 : ");
    scanf("%lf", &du);

    printf("char : %c , short : %d , int : %d ", ch, sh, i);
    printf("long : %d , float : %f, double : %f \n",lo,fl,du);
    return 0;
}

성공적으로 컴파일 후 (경고가 6 개 정도 나올 수 있는데 무시하세요^^)

printf("char 형 변수 입력 : ");
scanf("%c", &ch);

일단, 제일 먼저 문자를 입력 받는 부분을 봅시다. 예전에도 이야기 했지만 한글은 2 바이트를 차지하기 때문에 최대 1 바이트를 차지하는 char 형 변수인 ch 에 한글을 치면 오류가 납니다. 이와 같이 허용된 메모리 이상에 데이터를 집어넣어 발생하는 오류를 버퍼 오버플로우(Buffer Overflow) 라고 하며 보안 상 매우 취약합니다. 뿐만 아니라 근처의 데이터가 손상됨에 따라 큰 문제가 발생하게 될 수 도 있습니다. 따라서, 여러분들은 버퍼 오버플로우가 일어나지 않게 허용된 데이타 이상을 집어넣는지 안집어 넣는지 검사할 필요성이 있습니다.

또한 앞으로 우리가 char 형 변수를 선언할 때 에는 '이 사람이 문자를 보관하는 변수를 선언하는 구나' 라고 생각하도록 합시다. 왜냐하면 보통 수 데이타를 보관하는 변수로는 int 를 쓰지 char 을 잘 쓰지 않을 뿐더러 char 이름도 character 에서 따왔을 만큼 문자와 무언가 관련이 있기 때문이죠.

printf("short 형 변수 입력 : ");
    scanf("%hd", &sh);
    printf("int 형 변수 입력 : ");
    scanf("%d", &i);
    printf("long 형 변수 입력 : ");
    scanf("%ld", &lo);

이 부분은 여러분들이 무난하게 이해하실 수 있으리라 봅니다. 단지 포맷에 %hd, %d, %ld 로 다른 것 뿐이지요. 참고로 short 형이나 long 형은 아직 다루지는 않았지만 int 와 똑같은 계열의 정수형 변수라고 생각하시면 됩니다.

    printf("float 형 변수 입력 : ");
    scanf("%f", &fl);
    printf("double 형 변수 입력 : ");
    scanf("%lf", &du);

마찬가지로 float 형에서는 %f 로, double 형에서는 %lf 로 사용한다는 것을 기억하시기 바랍니다.

이번 강좌는 지난번 강좌보다는 조금 짧습니다. 하지만 이번 강좌를 통해 응용할 수 있는 것들이 무궁 무진해졌습니다. 일단, 기본적으로 연습하실 것은 단위 환산 프로그램을 만들어 보세요! 아니면, 금리와 원금을 입력 받아서 일정 개월 후의 상환할 돈이라 든지 등등... 수 많은 프로그램을 만들 수 있습니다. 지금, 이러한 것들을 만들 수 있는 모든 도구들은 준비되어 있습니다. 이제 여러분이 스스로 창작할 세계가 남아 있을 뿐입니다.

씹어먹는 C 언어 - <4. 계산하리 >

2009-04-24T01:36:00.000+09:00

이번 강의에서는

산술 연산자
대입 연산자
비트 연산자, 쉬프트 연산자
변수에 관한 추가적인 내용
산술 변환, 우선 순위

등을 배우게 됩니다.

안녕하세요 여러분. 지난 강의에서 모두들 변수에 대해 감이 잡혔을 것이라 믿고 강의를 진행하도록 하겠습니다.

최초의 컴퓨터는 무엇을 하기 위해 태어났을까요? 오락용? 영화 시청? (물론 그 때에는 불가능 했을 터이지만). 아닙니다. 최초의 컴퓨터라 일컫어 지는 에니악(ENIAC.. 물론 에니악이 최초의 컴퓨터이냐 아니냐에 관한 논쟁은 길다. 한편에서는 콜로서스라는 주장도 있는데 아무튼) 은 포탄을 어떤 각도로 발사했을 때, 어디에 떨어질 지를 예측하는 기계였습니다. 단지, 계산 만 할 뿐. 그 후에서 수 많은 컴퓨터들이 나왔지만 20세기 후반 까지만 해도 컴퓨터는 단지 계산에 이용될 뿐이였습니다. 물론 지금도 컴퓨터의 가장 중요한 역할은 인간이 할 수 없는 복잡한 수식을 계산하는 것입니다. 다시말해, 컴퓨터는 '계산' 을 위해 태어난 기계인 것입니다.

산술 연산자, 대입 연산자

따라서, 이번 강의는 컴퓨터의 목적 달성 욕구를 채워주기 위한 강좌라 볼 수 있다. 컴퓨터의 역할에 걸맞게 C 프로그램을 통해 실컷 계산을 할 수 있게 해주자.

일단, '계산' 이라 하면 머리속에 가장 먼저 떠오르는 것은 사칙연산, 즉 ＋,－,× ,÷ 을 가리킨다. 컴퓨터 상에서는 × 와 ÷ 기호를 쓰기 힘드므로, * 와 / 로 대체한다. 즉, 8 × 5 는 8 * 5 와 같은 것이고, 10 ÷ 7 은 10 / 7 과 같은 것이다. 또한, 색다른 연산자로 % 가 있는데 이는 나눈 나머지를 뜻한다. 예를들어 10 % 3 은 1 이 된다. 왜냐하면 10 을 3 으로 나눈 나머지가 1 이기 때문이다. 이러한 ＋,－,× ,÷ 들을 산술 연산자(Arithmetic Operator) 라고 합니다.

/* 산술 연산 */
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a,b;
    a = 10;
    b = 3;
    printf("a + b 는 : %d \n", a + b);
    printf("a - b 는 : %d \n", a - b);
    printf("a * b 는 : %d \n", a * b);
    printf("a / b 는 : %d \n", a / b);
    printf("a %% b 는 : %d \n \n", a % b);

    printf("a / b 는 : %f \n", a / b); // 해서는 안될 짓
    return 0;
}

만약 위 코드를 잘 컴파일 했다면 아래와 같이 나온다. (컴파일 하는 방법을 까먹은 사람들은 1강을 참조하세요)

참고로, 맨 마지막 부분에 나오는 이상한 숫자는 저와 다를 수 있으니 걱정하지 마세요

a = 10;
b = 3;

이러한 문장은 딱 봐도 한눈에 알 수 있다. a 의 값을 10, b 의 값을 3 이라 하는 것이다. 그런데 간혹가다가 위 문장을 아래와 같이 적는 사람도 있습니다.

10 = a;
3 = b;

언뜻 보기에 맞는 문장인 것 같다. 왜냐하면, 실제 수학을 공부한 사람이라면 a = 10 이나 10 = a 나 별반 다를 것이 없기 때문이죠. 하지만, C 언어 컴파일러는 '=' 라는 기호를 뒤에서 부터 해석합니다. 즉, a = 10 은 '10 을 a 에 대입하라' 라는 문장이 되지만, 10 = a 는' a 의 값을 10 에 대입하라' 라는 이상한 문장이 되에 오류가 뜨는 것 입니다. 이렇게 '=' 를 유식한 말로 대입 연산자(Assignment Operator) 라고 합니다. 왜냐하면 우측의 값을 좌측에 '대입' 하는 것이기 때문이죠.

따라서,

a = 5;
b = 5;
c = 5;
d = 5;

라는 문장이나,

a = b = c = d = 5;

라는 문장은 완전히 같은 것이 됩니다. 왜냐하면, 앞에서 말했듯이 = 는 뒤에서 부터 해석한다고 했으므로, 제일 먼저 d = 5 를 해석한 후, 그 다음에 c = d, b = c, a = b 로 차례대로 해석해 나가기 때문에 a = 5; b = 5; c = 5; d = 5; 라는 문장과 같은 것이지요.

    printf("a + b 는 : %d \n", a + b);
    printf("a - b 는 : %d \n", a - b);
    printf("a * b 는 : %d \n", a * b);
    printf("a / b 는 : %d \n", a / b);
    printf("a %% b 는 : %d \n \n", a % b);

자, 이제 산술 연산자들에 대해 살펴보도록 합시다. 일단, 한 눈에 보게 a + b, a - b, a * b, a / b 는 각각 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈을 하여서 그 값이 %d 에 들어가 출력된 것 같습니다. 그런데, a + b, a - b, a * b 는 각각 계산 결과가 13, 7, 30 이 나온 사실을 쉽게 받아들일 수 있지만, a / b 가 왜 3 이 나왔는지는 이해하기 힘듭니다. 왜, a ÷ b 가 3 이 되었을 까요?

사실, 3 강에서 말했지만 a 와 b 는 모두 int 형으로 선언된 변수 입니다. 즉, a 와 b 는 오직 '정수' 데이터만 담당합니다. 즉, a 와 b 는 모두 정수 데이터만 처리하기 때문에 a 를 b 로 나누면, 즉 10 을 3 으로 나누면 3.3333... 이 되겠지만 정수 부분인 3 만을 처리하게 되는 것 입니다. 따라서, 값은 3 이 출력됩니다.

마지막으로 생소한 % 라는 연산자에 대해 살펴봅시다. +,-,*,/ 연산자는 모두 정수,실수형 데이터에 대해서 모두 연산이 가능한데, % 는 오직 정수형 데이터에서만 연산이 가능합니다. 왜냐하면 % 는 나눈 나머지를 표시하는 연산자 이기 때문이죠. a % b 는 a 를 b 로 나눈 나머지를 표시합니다. 즉, 10 % 3 = 1 이 되는 것이지요.

이 때,

printf("a %% b 는 : %d \n \n", a % b);

%% 는 % 를 '표시'하기 위한 방법입니다. 왜냐하면 % 하나로는 %d , %f 같이 사용될 수 있기 때문이 표시가 되지 않습니다.

printf("a / b 는 : %f \n", a / b); // 해서는 안될 짓

위 프로그램을 실행 시켜 보신 분들은 알겠지만, 마지막 문장에서 엄청나게 긴 숫자가 튀어나오게 되죠. 물론, 그 숫자는 아무런 의미가 없는 숫자 입니다. 이러한 이상한 숫자가 출력된 이유는 바로 우리가 '해서는 안될 짓' 을 하였기 때문이죠. 3강 에서 우리는 %f 가 오직 실수형 데이터 만을 출력하기 위해 있는 것이라 하였습니다. 그런데, a / b 가 3.3333 이라고 해서 실수형 데이터가 되는 것이 아니라, (정수형 변수) (연산) (정수형 변수) 는 언제나 (정수) 이기 때문에 실수형 데이터를 출력하는 %f 를 이용하면 이와 같이 엄청난 오류가 뜨는 것 입니다.

그렇다면 아래의 경우 어떻까요?

/* 산술 변환 */
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a;
    double b;

    a = 10;
    b = 3;
    printf("a / b 는 : %f \n", a / b);
    printf("b / a 는 : %f \n", b / a);
    return 0;
}

만약 제대로 컴파일 했다면 아래와 같이 나오게 됩니다.

a 는 정수형 변수, b 는 실수형 변수 입니다. 그런데, 이들에 대해 연산을 한 후에 결과를 실수형으로 출력하였는데 '정상적' 으로 나왔습니다. 그 것은 왜 일까요? 이는 컴파일러가 '산술 변환' 이라는 과정을 거치기 때문입니다. 즉, 어떠한 자료형이 다른 두 변수를 연산 할 때, 숫자의 범위가 큰 자료형으로 자료형들이 바뀝니다.

즉, 위 그림에서도 보듯이 a 가 int 형 변수이고 b 가 double 형 변수인데, double 이 int 에 비해 포함하는 숫자가 더 크므로 큰 쪽으로 산술 변환됩니다. 일단, 정수형 변수와 실수형 변수가 만나면 무조건 실수형 변수쪽으로 상승되는데, 이는 실수형 변수의 수 범위가 최소 10³⁸ 이상 되기 때문입니다. 위와 같은 산술 변환을 통해 애러가 없이 무사히 실행 될 수 있었습니다. 또한 double 형태로 산술 변환 되므로 결과도 double 형태로 나오기 때문에

printf(" a / b 는 : %d \n" , a / b);

와 같이 하면 오류가 생기게 됩니다. 왜냐하면 전에도 누누히 말했듯이 %d 는 정수형 값을 출력하는 방식이기 때문이죠.

/* 대입 연산자 */
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 3;
    a = a + 3;
    printf("a 의 값은 : %d \n", a);
    return 0;
}

위 결과를 컴파일 하면 아래와 같이 나옵니다.

일단, 변수 선언 부분 부터 살펴 봅시다.

int a = 3;

사실, 위 문장을 딱 보고 감이 바로 옵니다. "음... a 라는 변수를 선언하고 a 변수에 3 의 값을 집어 넣는구나" . 맞습니다. 사실 위 문장이나 아래 문장이나 다를 바가 없습니다.

int a;
a = 3;

그냥, 타이핑 하기 귀찮아서 짧게 써 놓은 것 뿐입니다.

a = a + 3;

그 다음 부분은 대입 연산자와 산술 연산자가 함께 나와 있군요. 만일, 우리가 방정식에 대해서 공부해 본 사람이라면 다음과 같이 이의를 제기할 수 도 있습니다.

a = a + 3
따라서 양변에서 a 를 빼면
0 = 3 ???

물론, 위는 수학적으로 맞지만 C 언어 에서 의미하는 바는 다릅니다. 위에서 말했듯이, = 는 등호가 아닙니다. '대입' 연산자 입니다. 무엇을 대입하냐구요? 오른쪽의 값을 왼쪽으로 대입합니다. 즉, a + 3 의 값(6) 을 a 에 대입합니다. 따라서, a = 6 이 되는 것이지요.

이 때, 이와 같이 계산 될 수 있는 이유는 + 를 = 보다 먼저 연산하기 때문이죠. 즉, a + 3 을 먼저 한 후(+), 그 값을 대입(=) 하는 순서를 거치기 때문에 a 에 6 이라는 값이 들어갈 수 있게 됩니다. 이러한 것을 '연산자 우선순위' 라고 하는데, 밑에서 조금 있다가 다루어 보도록 하겠습니다.

/* 더하기 1 을 하는 방법 */
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 1, b = 1, c = 1, d = 1;

    a = a + 1;
    printf("a : %d \n", a);
    b += 1;
    printf("b : %d \n", b);
    ++ c;
    printf("c : %d \n", c);
    d ++;
    printf("d : %d \n", d);

    return 0;
}

위 코드를 컴파일 하면 아래와 같이 나옵니다.

음, 모두 2 가 되었군요. 사실 위에 나온 4 개의 코드는 더하기 1 을 한다는 점에서 모두 같습니다. 일단, 하나하나 차례대로 살펴봅시다.

a = a + 1;

가장, 기초적으로 1 을 더하는 방법입니다. 위 문장은 "a 에 a 에 1 을 더한 값을 대입한다. " 라는 뜻을 가지고 있죠?

b += 1;

이게 뭔가요! 처음 본 연산인 += 입니다. 이러한 연산을 복합 대입연산 이라 하며, b = b + 1 과 같습니다. 이렇게 쓰는 이유는 단지, b = b + 1 을 쓰기 귀찮아서 간략하게 쓰는 것입니다. 물론, b = b+1 과 b += 1 은 엄밀히 말하자면 같은 것은 아니지만 이에 대해서는 나중에 다루어 보도록 하겠습니다(우선 순위에서 약간 차이가 있습니다). 복합 대입 연산은 아래와 같이 여러 가지 형태로 이용될 수 있습니다.

b += x; // b = b + x; 와 같다
b -= x; // b = b - x; 와 같다
b *= x; // b = b * x; 와 같다
b /= x; // b = b / x; 와 같다

마지막으로, 비슷하게 생긴 두 부분을 함께 살펴 보도록 하겠습니다.

++ c;
d ++;

위와 같은 연산자(++)를 증감 연산자라고 합니다. 둘 다, c 와 d 를 1 씩 증가시켜 줍니다. 그런데, ++ 의 위치가 다릅니다. 전자의 경우 ++ 이 피연산자(c) 앞에 있지만 후자의 경우 ++ 이 피연산자(d) 뒤에 있습니다. ++ 이 앞에 있는 것을 전위형 (prefix), ++ 이 뒤에 있는 것을 후위형(postfix) 라 하는데 이는 본질적으로 다릅니다. 전위형의 경우, 먼저 1 을 더해준 후 결과를 돌려주는데 반해, 후위형의 경우 결과를 돌려준 이후 1 을 더해줍니다. 사실, 이해가 잘 안될테니 아래를 보세요.

/* prefix, postfix */
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a = 1;

    printf("++a : %d \n", ++a);

    a=1;
    printf("a++ : %d \n", a++);
    printf("a : %d \n", a);

    return 0;
}

위 소스를 성공적으로 컴파일 했다면 아래와 같이 결과가 나온다.

분명히, 위에서 ++c 나 d++ 이나 결과를 출력했을 때 에는 결과가 1 이 잘 더해져서 2 가 나왔는데 여기서는 왜 일까? 앞서 말했듯이 ++ a 는 먼저 1 을 더한 후 결과를 반환한다고 했고 a++ 은 먼저 결과를 반환 한 후, 1 을 더한 다고 했습니다.

printf("++a : %d \n", ++a);

즉, 위의 경우 a 에 먼저 1 을 더한 값인 2 를 printf 함수에 반환하여 %d 에 2 가 들어가게 됩니다. 그런데,

printf("a++ : %d \n", a++);

이 경우, 먼저 a 의 값을 printf 에 반환하며 %d 에 1 이란 값이 '먼저' 들어 간 후, 1 이 출력된 이후 a 에 1 이 더해집니다. 따라서, 다시 printf 문으로 a 의 값을 출력하였을 때 에는 2 라는 값이 나오게 되는 것입니다. 참고로, 위 4 개의 연산 중에서 가장 빨리 연산되는 것은 a++ 과 같은 증감 연산입니다(왜냐하면, a = a + 1 의 경우 ADD a 1 로 하지만, a++ 은 INC a 로 좀 더 빨리 계산된다. 자세한 내용은 나중에... ) 하지만, 요즈음의 컴파일러는 최적화가 잘 되어 있어, a = a + 1 같은 것은 a ++ 로 바꾸어 컴파일 해버립니다.

비트 연산자

마지막으로 생소한 연산자에 대해 알아보록 하겠습니다. 비트 연산자라고 부르는 이 것들은 정말 비트(bit) 를 가지고 연산을 합니다. 비트는 컴퓨터 기억 장치의 최소 단위로 1 비트는 0 과 1 만을 구분합니다. 이진법의 1 자리라 볼 수 있죠. 보통, 8개의 비트(8 bit) 를 묶어서 1 바이트(byte) 라고 하고, 이진법으로 8 자리 수라 볼 수 있죠. 따라서, 1 바이트로 나타낼 수 있는 수의 범위가 0 부터 11111111b 로 십진수로 바꾸면 0 부터 255 까지 나타낼 수 있습니다.

비트연산자에는 & (And 연산), | (\ 위에 있는 것이다. 영문자 i 가 아닌다. Or 연산), ^ (XOR 연산), <<, >> (쉬프트 연산) , ~ (반전) 등이 있습니다. 일단, 각 연산자가 어떠한 역할을 하는지 살펴보도록 합시다.

AND 연산 (&)

AND 연산은 아래와 같은 규칙으로 연산된다.

1 & 1 = 1
1 & 0 = 0
0 & 1 = 0
0 & 0 = 0

비트 연산은 각 자리를 연산하는데, 예를들어, 1010 & 0011 의 경우

위와 같이 한자리 한자리 각각 AND 연산하여, 위에 써 놓은 규칙대로 연산이 된다. 만약 두 숫자의 자리수가 맞지 않을 경우 ,예를들어 1111100 과 11 을 AND 연산 할 때 에는 11 앞에 0 을 추가하여 자리수를 맞추어 준다. 즉, 1111100 과 0000011 의 연산과 같습니다.

OR 연산 (|)

1 | 1 = 1
1 | 0 = 1
0 | 1 = 1
0 | 0 = 0

OR 연산은 AND 연산과 대조적이다. 어느 하나만 1 이여도 모두 1 이 되는데, 예를들어 1101 | 1000 은 결과가 1101 이 됩니다.

XOR 연산 (^)

1 ^ 1 = 0
0 ^ 1 = 1
1 ^ 0 = 1
0 ^ 0 = 0

XOR 연산은 특이하게도 두 수가 달라야지만 1 이 된다. 예를들어, 1100 ^ 1010 의 경우 결과가 0110 이 됩니다.

반전 연산(~)

반전연산은 간단히 말에 0 을 1 로 1 을 0 으로 바꿔주는 것입니다. 예를들어서 ~ 1100 을 하면 그 결과는 0011 이 된다.

<< 연산 (쉬프트 연산)

위 연산 기호에서 볼 수 있듯이, 비트를 왼쪽으로 쉬프트(Shift) 시킨다. 예를 들어, 101011 를 1 만큼 쉬프트 시키면 ( 이를 a << 1 이라 나타냅니다)

위 처럼 결과가 010110 이 됩니다. 이 때, << 쉬프트 시, 만일 앞에 쉬프트된 숫자가 갈 자리가 없다면, 그 부분은 버려집니다. 또한 뒤에서 새로 채워지는 부분은 앞에서 버려진 숫자가 가는 것이 아니라 무조건 0 으로 채워집니다.

>> 연산

이는 위와 같은 종류로 이는 << 와 달리 오른쪽으로 쉬프트 해줍니다. 이 때, 오른쪽으로 쉬프트 하되, 그 숫자가 갈 자리가 없다면 그 숫자는 버려집니다. 이 때, 앞 부분에는 무조건 0 이 채워지게 되죠. 예를들어서 11100010 >> 3 = 0001110 이 됩니다.

비트 연산자를 자세히 다룬 이유는 이 부분이 약간 생소하기 때문입니다. 또한, 처음에 비트 연산자를 접할 때, '저런거 뭐에다 쓰지?' 라는 생각이 들기도 합니다. 그런데, 사실 비트 연산은 암호 분야에서 많이 쓰이며 쉬프트 연산도 가끔씩 유용하게 쓰입니다.

/* 비트 연산 */
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a=0xAF; // 10101111
    int b=0xB5; // 10110101

    printf("%x \n", a & b); // a & b = 10100101
    printf("%x \n", a | b); // a | b = 10111111
    printf("%x \n", a ^ b); // a ^ b = 00011010
    printf("%x \n", ~ a); // ~a = 1....1 01010000
    printf("%x \n", a << 2);// a << 2 = 1010111100
    printf("%x \n", b >> 3); // b >> 3 = 00010101

    return 0;
}

위를 성공적으로 컴파일 했다면

위와 같이 나오게 됩니다. 일단, 첫 세줄은 그럭 저럭 이해가 잘 갑니다. 그런데, 네 번째 줄인 ~ a 연산에 대해 의문을 품는 사람들이 많습니다.

printf("%x \n", ~ a); // ~a = 1....1 01010000

우리의 기억을 되돌려 3 강으로 가 봅시다. 강의 중간쯤에 보면 여러가지 자료형 들에 대한 설명과 함께 작은 표가 있을 텐데 말이죠. 이를 다시 아래에 불러와 봅시다.

int 형 변수에 대한 설명을 보니 옆에 'Size*' 이라 표시된 것이 있습니다. 이는 int 형 변수의 크기를 나타내는데 4 바이트라고 되어 있군요. 맞습니다. int 형 변수는 하나의 데이터를 저장하기 위하여 메모리 상의 4 바이트 - 즉 32 비트를 사용합니다. ( 1 byte = 8 bits) 아까, 하나의 비트가 0 과 1 을 나타낸다고 했으므로 (즉 1 개의 비트가 2 진수의 한 자리를 나타내게 되죠), 하나의 int 형 변수는 32 자리의 이진수라고 볼 수 있습니다. 예를들어 우리가 a = 1 이라 한 것은 실제로 컴퓨터에는 a = 00000000000000000000000000000001 이라 저장되는 것과 같게 되는 거죠.

즉, 우리가 int a = 0xAF; 라고 한 것은 a = 10101111; 이 맞지만 사실 컴퓨터 메모리 상에서는 a 가 int 형이기 때문에 a = 00000000000000000000000010101111 ( 10101111 앞에 0 이 24 개 있다 ) 이라 기억하는 것이 됩니다. 따라서, 이 숫자를 반전 시키게 되면
a = 11111111111111111111111101010000, 즉 0xFFFFFF50 이 되는 것이지요. 마찬가지로 생각해 보면,

printf("%x \n", a << 2);// a << 2 = 1010111100
printf("%x \n", b >> 3); // b >> 3 = 00010101

이 두 문장도 사실은 각각 00000000000000000000000010101111 과 00000000000000000000000010111111 을 쉬프트 연산한 것과 같습니다. 이 때, a 의 경우 00000000000000000000000010101111 을 왼쪽으로 2 칸 쉬프트 하면 00000000000000000000001010111100 이 되어 0x2BC 가 되고, b 의 경우 00000000000000000000000000010101 이 되어 0x16 이 됩니다.

복잡한 연산

마지막으로 여러 연산이 중첩된 혼합 연산에 대해 살펴 보도록 합시다. 우리가 연산을 하는데 에도 순서가 있듯이 컴퓨터에도 연산을 하는데 무엇을 먼저 연산을 할 지 우선 순위가 정해져 있을 뿐더러 연산 방향 까지도 정해져 있습니다. 이를 간단히 살펴 보자면 아래와 같습니다.

이와 같이 순위가 매겨져 있습니다. 수학에서 우리가 혼합 계산을 할 때, 소괄호 → 중괄호 → 대괄호 순으로 괄호를 써 주어야 되었었는데, C 언어에서는 소괄호 하나만으로 충분할 뿐더러 중괄호는 사용하면 안됩니다.

예를들어 수학에서 {a + b * (c + d) } / (23 * 12) 라고 했던 문장을 C 언어 에서는 그냥 (a + b * (c +d) ) / (23 * 12) 와 같이 소괄호 만으로 사용해도 괜찮습니다. 이 때, 눈여겨 보아야 할 점은 괄호들이 제 1 우선 순위에 위치하였다는 점 입니다. 따라서, 어떠한 연산이라도 괄호롤 싸 주게 되면 먼저 실행 됩니다.

위 결과를 토대로 아래의 연산식들이 어떠한 결과를 낳게 되는지 예측해 보세요

a = 1; b = 1; a = a + a++; b = b + ++b; // a,b 의 값은?

그 결과는 아래와 같습니다.

a = 3; b = 4;

왜 일까요? 일단, 연산자 우선순위를 먼저 살펴볼 필요성이 있습니다. 일단, ++ 이 2 위로 계산되고, 그 아래에 + 가 4위, 그 밑에 = 가 14 위로 계산됩니다. 즉, 컴퓨터는 ++ 을 가장 먼저 실행한다는 것이지요. 그렇게 따지면, 왜 a = a + a++ 과 b = b + ++b 가 차이가 생길까요?

우리가 컴퓨터라고 생각하고 각 계산 과정을 수행해 봅시다. 일단, a ++ 부터 살펴 봅시다.

a = a + a++;

이 때, a ++ 은 ++ 이 뒤에 있으므로 먼저 a 를 반환 한 후 ++ 을 해줍니다.
즉, 위 식은 아래와 같이 바뀌죠.

a= a + 1 (원래의 a 값 인 1 을 반환) , a = 2 (그다음에 ++ 을 해주어 2 가 됨) ;

따라서, a 가 2 가 된 상태에서

a = a + 1

을 실행해 주면 a = 2 + 1 = 3 이 되는 것이지요. 이제, 마찬가지 방법으로 아래의 식을 살펴 보도록 합시다.

b = b + ++b;

일단, ++ b 가 먼저 연산되는데 이 때, ++ b 는 ++ 을 먼저 실행 한 후 그 결과를 반환해 주므로, b = b + 2, b = 2 가 되는 것 입니다. 따라서,

b = 2 + 2 = 4

가 되는 것이지요. 마지막으로, 결합 순위에 대해 잠시 다루어 보도록 하겠습니다. 표의 오른쪽을 보면 결합 순위가 나와 있는데, 대부분이 '왼쪽 우선' 이지만 몇 개는 '오른쪽 우선' 입니다. 이 말이 뜻하는 바가 무엇이냐면, 아래와 같은 문장을 수행할 때 계산하는 순위를 이야기 합니다.

a = b + c + d +e;

위 표에서 보듯이, 덧셈의 결합 순서가 왼쪽 우선이므로 위 계산과정은 아래의 순서대로 진행됩니다.

b + c 를 계산하고 그 결과를 반환( 그 결과를 C 라 하면)
C + d 를 계산하고 그 결과를 반환( 그 결과를 D 라 하면)
D + e 를 계산하고 그 결과를 반환(그 결과를 E 라 하면)

따라서, 위 식은

a = E

가 되죠. 따라서, a 에 E 의 값, 즉 b + c + d + e 의 값이 들어가게 됩니다.

또한, 위 표에서 몇 안되는 '오른쪽이 우선' 인 대입 연산자(=) 를 살펴봅시다. 만약 대입 연산자가 왼쪽 우선이였다면 아래의 식이 어떻게 계산될 지 생각해 봅시다.

a = b = c = d = 3;

만약 왼쪽 우선이였다면 a = b; b = c; c = d; d = 3 의 형식으로 계산되어 a , b, c 에는 알 수 없는 값이 들어가겠죠. 하지만 오른쪽이 우선이므로 위 식은 d = 3, c = d, b = c, a = b 의 형식으로 계산되어 a,b,c,d 의 값이 모두 3 이 될 수 있었습니다.

자, 이제 연산자에 대한 강의가 끝났습니다. 연산자는 C 언어에서 가장 기초적인 부분이라 할 수 있습니다. 마치 수학에서 덧셈, 뺄셈을 가장 처음에 배우는 것 처럼 말이죠. 이번 강좌에서는 특별히 예제를 많이 만들어 보지는 않았지만 여러분 께서 C 언어를 통해 복잡한 수식의 계산을 하거나, 복잡한 수식을 보고 이러한 연산은 이 순서로 연산될 것이다 라고 예측해 보는 것도 우선순위를 이해하는데 도움이 될 것입니다. 보통, 우선순위를 잘못 고려하여 나는 오류들은 찾기가 매우 힘들기 때문에 우선순위를 빠삭하게 잘 이해하는 것이 좋습니다.

씹어먹는 C 언어 - <3. 변수가 뭐지? >

2009-04-22T23:30:00.000+09:00

이번 강좌에서 배우게 될 것은

변수란 무엇인가?
정수형, 실수형 변수
16 진법, 메모리 주소
변수 이름 짓기

안녕하세요? 여러분. 잘 지내셨나요. 지난 강의는 잘 이해가 되셨나요? 아마, 이해가 잘 안 되었을 것 입니다. 왜냐하면 우리는 C 언어의 기본적인 이해도 없이 프로그램을 무작정 분석했기 때문이죠. 따라서, 지난번의 강의가 C 언어의 맛보기 였다면, 이제 본격적으로 C 언어의 세계로 풍덩 빠져 보도록 합시다.

변수란 무엇인가?

컴퓨터는 많은 내용을 '기억' 합니다. 정확히 말하면, 컴퓨터의 '메모리' 라는 부분에 전기적인 신호를 써 놓는 것이죠. 컴퓨터가 무엇을 기억해야 되냐고 생각할 수 있지만, 우리가 많이 하는 게임인 스타크레프트만 보아도 일단, 각 유닛의 HP 와 마나, 그리고 실시간으로 바뀌는 미네랄과 가스, 뿐만 아니라 유닛의 위치, 유닛의 데미지 등 모든 것을 기억해야지 우리가 게임을 제대로 즐길 수 있게 되죠. 만약 컴퓨터가 미네랄의 양을 제대로 기억 못한다면 미네랄이 갑자기 100 에서 0 이 되거나 10 에서 9999 로 바뀔 수 있기 때문이죠.

그렇다면 컴퓨터는 이러한 데이터들을 어떻게 기억할까요? 바로 컴퓨터의 메모리, 즉 RAM 이라는 특별한 기억공간에 이를 기록합니다. 보통 우리는 흔히 RAM 을 설명할 때 아래 처럼 표시합니다.

마치, 감옥에 온 것처럼 각 '방' 에 데이터들이 저장될 수 있습니다. 이 때, 컴퓨터는 각 방에 이름을 붙이는데 단순하게 숫자로 이름을 붙입니다. 0 번, 1 번, 2 번 ,... 이 때, 우리 대부분이 사용하는 32 비트 CPU 에서는 최대 2³² 개(4GB). 즉, 42 억개 달하는 방을 가질 수 있는데 이러한 방들을 모두 숫자로 구분하게 된다. 보통, 컴퓨터의 메모리 번지는 16 진수로 나타내는데, 여기서 간단하게 16 진수에 대해 알아 보도록 합시다.

수를 표현하는 방법

○○○○○○○○○○○○○○

위에 흰 공이 있습니다. 위의 흰 공은 몇 개 인가요? 우리는 아마 지금 머리속에 '14개 아니야' 라는 생각이 들었을 것입니다. 물론, 경우에 따라 잘못세면 '13개... 아 , 14개군' 이라고 생각할 수 도 있겠지요. 그런데 컴퓨터는 이를 14 로 보지 않습니다. 컴퓨터는 이를 1110 으로 생각합니다. '어? 컴퓨터는 특별히 많이 세나..'

아닙니다. 단지, 컴퓨터는 수를 표현하는 방법이 다를 뿐입니다. 우리가 14 라는 숫자를 좀 더 고상하게 표현해 보면 아래와 같습니다.

반면에 컴퓨터가 14 를 1110 이라 한 것은

이기 때문에 1110 이라 한 것입니다. (참고로, 2³ = 2 × 2 × 2를 편리하게 나타낸 것입니다.)

우리와 같이 10을 기준으로 한 것을 10 진법이라 하고,위 컴퓨터와 같이 2를 기준으로한 것을 2진법이라 합니다. 그렇다면 16 진법은 16을 기준으로 표현한 것이죠.

또한 우리가 한 가지 알 수 있는 사실은 임의의 진법 N 진법은, N 개의 숫자를 필요로 한 다는 것입니다. 예를들어, 이진법에서는 0 과 1 밖에 숫자가 필요하지 않았으나, 10 진법의 경우 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 와 같이 10 개의 숫자가 필요로 한 것입니다.

그렇다면 16 진법은 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 외에도 6 개의 숫자가 더 필요로 하는데, 수학자들은 이를 A,B,C,D,E,F 로 표현하였습니다. 따라서, 14는 16 진법으로 나타내면 E 가 되는 군요.

그런데, 컴퓨터가 왜, 계산하기 힘든 16 진법을 사용하느냐면 2 진법에서 16 진법으로 바꾸기 쉽기 때문이죠. 아래의 예제를 본다면, 237 은 아래와 같이 이진법으로 바꿀 수 있습니다.

이 때, 이진법을 16 진법으로 바꾸려면 뒤에서 부터 4 개씩 차근차근 바꾸면 됩니다. 위의 경우, 뒤의 4 개인 1101 을 16 진법으로 바꾸면 (13 이므로 D ) D 이고, 그 다음 4개인 1110 을 16 진법으로 바꾸면 (14 이므로 E) E 입니다. 결과적으로 237 = ED 가 되죠. 마찬가지로 111100111 을 한 번 바꿔보자면, 0111 은 7 이므로 그냥 7, 그 다음 1110 은 E, 마지막 1 은 그냥 1. 따라서 이 수는 1E7 이 됩니다. 간단하죠?

이제 다시 본론으로 돌아와서 봅시다. 아까 메모리가 최대 2³² 까지 가능하다고 했습니다. 이 때, 번지를 0 번부터 메기므로 2³² 번째 메모리의 주소는 11111111111111111111111111111111b 이겠죠. 이 때, 끝에 b 는 binary 의 약자로, 2 진법으로 썼다는 것을 표시해 주는 것 입니다. 위 2 진법으로 표현된 숫자는 1 이 32 개 연속되어 있는 것이므로 16 진법으로 나타내면 FFFFFFFF 가 되겠죠. 따라서, 번지는 0x00000000 부터 0xFFFFFFFF 까지 가능합니다. 이 때, 앞에 0x 는 16 진법이라는 것을 표시해 주는 것 입니다.

만약, 우리가 0x12345678 부터 0x1234567B 부분에 내가 캔 미네랄의 양에 관한 정보를 저장했다고 합시다. (이 한칸에는 1 바이트, 즉 00000000b 부터 11111111b 만큼의 정보를 저장할 수 있습니다. ) 만약 우리가 건물을 지을 때, 내가 가진 미네랄의 양이 건물이 필요로 하는 미네랄의 양과 비교하기 위해, 내가 캔 미네랄의 양에 관한 정보가 필요합니다. 그런데, 이렇게 미네랄에 관한 정보가 필요로 할 때 마다, 이 길고 알아보기 힘든 복잡한 주소를 일일이 써서 알아야 하나요? 그렇게 된다면 힘들어서 프로그래밍 어떻게 하나요.

하지만 다행이도 C 언어에는 '변수' 라는 것이 있어서, 이 모든 작업을 쉽게 할 수 있는 것이죠. 예를들어, 내가 캔 미네랄의 양을 mineral 이라는 변수에 저장했다고 합시다. 그렇다면 컴퓨터는 '알아서' 메모리의 어딘가에 mineral 의 방을 주고 그 내용을 저장합니다. 예를들어서, 컴퓨터가 이 mineral 이라는 변수에게 4 칸의 자리를 할당해 주었다고 합시다. 이는 아래 그림처럼 메모리 상에 표시됩니다.

이 때, 우리가 미네랄을 더 캐서 8 을 추가해야한다고 봅시다. 만약 이전에 8 을 추가한다면 0x12345678 부터 0x1234567B 까지의 모든 내용을 불러와서 8 을 더한 후, 다시 집어넣는 작업을 일일이 손으로 써 주어야 되었을 것입니다. 하지만, 이제는 단순히 mineral = mineral + 8 과 같이 써 주기만 한다면 mineral 에 8 이 더해지는 것이죠. (만약 mineral = mineral + 8 이라는 식이 이해가 안되도 그냥 넘어가세요. 이 처럼 간단해 진다는 것을 말해주고 싶었을 뿐입니다)

자, 이제. 변수가 무엇인지 알겠죠?

변수 선언하기

/* 변수 알아보기 */
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a;
    a = 10;
    printf("a 의 값은 : %d \n", a);
    return 0;
}

프로젝트를 만들어 위의 내용을 적은 후, 컴파일 해봅시다. 까먹었다면 1 강을 참조하세요. 만약 성공적으로 하였다면 아래와 같은 화면을 볼 수 있겠죠.

일단, 이번에도 역시 생소한 것들이 나왔기 때문에 한 문장씩 차근차근 살펴 봅시다.

int a;

음, 이게 무엇일까요? 이전에 int main() 에서 보았던 int 가 다시 나타났군요. 사실 이 문장에 뜻은 a 라는 변수를 우리가 쓰겠다고 컴파일러에게 알리는 것입니다. 만약 이러한 문장이 없다면 우리가 x 가 뭐고 y 가 뭔지 알려주지도 않은 채, 친구에게 x + y 가 얼마냐? 하고 물어보는 것과 똑같은 격이 되는 것이지요.

이 때, a 앞에 붙은 int 라는 것은 'int' 형의 데이터를 보관한다는 뜻으로, int 형의 변수는 -2147483648 부터 2147483647 까지의 숫자를 보관 할 수 있게 됩니다. 따라서, 만약 중간의 문장을

a = 10000000000000;

와 같이 한다면 아마 a 의 값을 출력하였을 때, 이상한 결과가 나오게 되죠. 왜냐하면 보관할 수 있는 범위를 초과하는 숫자를 보관했기 때문이죠.

그럼 이제, 걱정이 생깁니다. a 에 고작 10 밖에 안 넣을 거 면서, 굳이 2147483647 까지 표현할 수 있는 int 형의 변수를 왜 사용했냐고 물어 볼 수 있을 것 입니다. 컴퓨터 자원의 낭비 아닌가? 라는 생각도 들지요. 물론, int 형 보다 작은 범위의 숫자 데이터 만을 가지는 형식이 있기는 하지만(char), 32 비트 CPU 는 int 형의 변수를 가장 빨리 처리합니다.

또한, 2147483647 보다 큰 수를 사용하려면 어떻게 해야되냐는 궁금증도 생기지요. 물론 이 보다도 훨씬 큰 숫자를 처리하는 데이터 형식이 있습니다. 아래의 표를 참조하세요.

세번째 열인 Range 를 보시면, unsigned 와 signed 라고 나뉜 것이 있는데, 보통 int 라 하면 signed int 를 뜻합니다. 이는 음수/양수 모두 표시할 수 있는 대신에 양수의 표현할 수 있는 범위가 줄어듭니다. 반면에 unsigned int 는 양수만을 표현할 수 있는 대신에, 양수의 표현할 수 있는 범위가 늘어나죠. 또한 마지막에 보면 float ,double, long double 이 있는데 이들은 '실수형' 자료형으로 소수(0.1, 1.4123 등) 을 표현 할 수 있습니다. 뿐만 아니라 double 의 경우,

까지표현 할 수 있습니다. (물론 정확도가 떨어집니다. 앞 15 자리 까지가 정확)

a = 10;

음, 이 문장은 쉽게 알 수 있군요. 변수 a 에 10 이라는 데이터를 집어넣는 다는 것입니다. 즉, 나중에 a 의 값을 출력시 10 이 나오겠군요. 나중에 이 문장은 C 언어의 산술 연산에 대해 공부해 볼 때, 자세히 알아 봅시다.

printf("a 의 값은 : %d \n", a);

마지막으로, 어제도 보았던 printf 문이군요. 그런데, 약간 다른 것이 있습니다. %d 가 말이죠. 사실, %d 는 컴퓨터에서 출력되지 않았습니다. 그 대신, %d 가 출력될 자리에 무언가 다른 것이 출력되었는데, 그 것이 바로 a 의 값이죠. 즉, %d 는 a 의 값을 '10 진수' 로 출력하라 라는 뜻이지요.

또 다른 예제를 봅시다.

/* 변수 알아보기 2*/
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a;
    a = 127;
    printf("a 의 값은 %d 진수로 %o 입니다. \n",8, a);
    printf("a 의 값은 %d 진수로 %d 입니다. \n",10, a);
    printf("a 의 값은 %d 진수로 %x 입니다. \n",16, a);
    return 0;
}

프로그램을 제대로 짰다면 아래와 같은 결과를 볼 수 있을 것입니다.

일단, 위 프로그램에서 생기는 궁금증은 2 가지 있습니다. % 달린게 2 개나 있는데, 이를 어떻게 해야되냐와, %d 말고도 %o 와 %x 는 무엇인가 입니다.
먼저, printf 의 작동 원리에 대해 봅시다.

printf 출력시에, 큰 따옴표로 묶인 부분 뒤에 나열된 인자들 (8, a) 가 순서대로 큰 따옴표 안의 % 부분으로 들어감을 알 수 있습니다. 따라서 , 예를들면 printf("%d %d %d %d", a,b,c,d); 와 같은 문장은 a , b, c, d 의 값이 순서대로 출력되겠죠.

이제, %o 와 %x 는 무엇인가요? 이는 인자의 값(a) 를 출력하는 형식 입니다. 즉, %o 는 a 의 값을 8 진수로 출력하라라는 뜻이고, %x 는 a 의 값을 16진수로 출력하라는 뜻 이죠.

실수형 변수

앞서 말했듯이, 실수형에는 float 와 double 이 있습니다. double 의 경우 int 형에 비해 덩치가 2 배나 크지만 그 만큼 엄청난 크기의 숫자를 다룰 수 있습니다. 그 대신, 처음 15 개의 숫자들만 정확하고 나머지는 10 의 지수 형태로 표현됩니다. 또한 float 과 double 의 장점은 소수를 표시할 수 있다는 점인데, 정수형 변수에서 소수를 넣는다면 (예를들어 int a; a = 1.234; ), 소수 부분은 다 잘린 채, 나중에 a 의 값을 표시해 보면 1 이 나올 것 입니다.

/* 변수 알아보기 3*/
#include <stdio.h>
int main()
{
    float a = 3.141592f;
    double b = 3.141592;
    printf("a : %f \n", a);
    printf("b : %f \n", b);
    return 0;
}

실행해 본다면 아래와 같이 나오게 됩니다.

일단, 위 코드를 보면서 궁금한 점이 생기지 않았나요?

float a = 3.141592f;
double b = 3.141592;

왜, float 형 변수 a 를 선언할 때 에는 숫자 뒤에 f 를 붙였는데 double 형 에서는 f 를 안 붙였는 지요. 왜냐하면, 그냥 f 를 안 붙이고 float a = 3.141592 로 하면 이를 double 형으로 인식하여 문제가 생길 수 있기 때문이죠. 따라서, float 형이라는 것을 확실히 표시해 주기 위해 f 를 끝에 붙이는 것 입니다.

printf("a : %f \n", a);
printf("b : %f \n", b);

이제, 마지막으로 %d, %o, %x 도 아닌 %f 가 등장하였습니다. 만약, 여기서 a 를 %d 형식으로 출력하면 어떻게 될까요? 한 번 해보세요. 아마 이상한 숫자가 나오게 될 것입니다. 왜냐하면 a 는 지금 정수형 변수가 아니기 때문이죠. 설사, 우리가 a = 3f; b = 3; 라고 해도, 이미 a 와 b 를 실수형 변수로 선언하였기 때문에 컴퓨터는 a ,b 를 절대 정수로 보지 않습니다.
따라서, 우리는 실수형 변수를 출력하는 형식인 %f 를 사용해야 합니다.

printf 의 또 다른 형식

/* printf 형식 */
#include <stdio.h>
int main()
{
    float a = 3.141592f;
    double b = 3.141592;
    int c = 123;
    printf("a : %.2f \n", a);
    printf("c : %5d \n", c);
    printf("b : %6.3f \n", b);
    return 0;
}

만약 위 소스를 성공적으로 쳤다면 실행시 아래와 같이 나오게 됩니다.

printf("a : %.2f \n", a);

이번에는 %f 가 아니라 %.2f 로 약간 다릅니다. 그렇다면 .2 가 뜻 하는 것은 무엇일까요? 대충 짐작했듯이, 무조건 소수점 이하 둘째 자리 까지만 표시하라 란 뜻입니다. 따라서, 위의 경우 3.141592 중 3.14 까지만 출력되고 나머지는 잘리게 되죠.
여기서 '무조건' 이라는 것은 %.100f 로 할 경우에도, 3.141592000000....00 을 표시해서 무조건 100 개를 출력하게 합니다.

printf("c : %5d \n", c);

이번에는 %d 가 아닌 %5d 입니다. 여기서 .5 가 아님을 주의합시다. 이 말은, 숫자의 자리수를 되도록 5 자리로 맞추라는 것 입니다. 따라서, 123을 표시할 때, 5 자리를 맞추어야 하므로 앞에 공백을 남기고 그 뒤에 123 을 표시했습니다. 그런데, 123456 을 표시할 때, %5d 조건을 준다면 어떻할까요? 이 때는 그냥 123456 을 다 표시합니다. 앞서 .?f 는 ? 의 수 만큼 무조건 소수점 자리수를 맞추어야 하지만 이 경우는 반드시 지켜야 되는 것은 아닙니다.

printf("b : %6.3f \n", b);

마지막으로, 위에서 썼던 두 가지 형식을 모두 한꺼번에 적용한 모습입니다. 전체 자리수는 6 자리로 맞추되, 반드시 소수점 이하 3 째 자리 까지만 표시한다는 뜻이지요.

변수 작명하기

앞서, 보았듯이 변수를 선언하는 것은 어려운 일이 아닙니다. 단지, 아래의 형태로 맞추어 주기만 하면 되죠.

(변수의 자료형) 변수1, 변수2, ..... ;
/* 예를 들어 */
int a , b, c, hi;
float d, e, f, bravo;
double g, programming;
long h;
short i;
char j,k, hello, mineral ;

이 때, 변수 선언시 주의해야 할 점이 있습니다. 일단, 변수 선언은 소스의 최상단에 위치해야 합니다. 예를들어서 아래와 같이 프로그램을 짠다면...

/* 변수 선언시 주의해야 할 점 */
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a;
    a = 1;
    printf("a 는 : %d", a);
    int b; // 오류발생!
    return 0;
}

컴파일시 다음과 같은 오류를 발생하게 됩니다.

error C2143: 구문 오류 : ';'이(가) '형식' 앞에 없습니다.

따라서, 이러한 오류를 방지하기 위해, 모든 변수는 최상단에 몰아서 선언을 해야 합니다.
두번째로, 사람의 이름을 지을 때, 여러가지를 고려하듯이 변수의 이름에서도 여러가지 조건들이 있습니다. 아래 예제를 보세요.

/* 변수 선언시 주의해야 할 점 */
#include <stdio.h>
int main()
{
    int a, A; // a 와 A 는 각기 다른 변수 입니다.
    int 1hi;
    // (오류) 숫자가 앞에 위치할 수 없습니다.
    int hi123, h123i, h1234324; // 숫자가 뒤에 위치하면 괜찮습니다.
    int 한글이좋아;
    /*
    (오류)
    변수는 오직 알파벳, 숫자, 그리고 _ (underscore)로만으로 이루어져야 합니다. */
    int space bar;
    /*
    (오류)
    변수의 이름에는 띄어쓰기하면 안됩니다. 그 대신 _ 로 대체하는 것이 읽기 좋습니다.*/
    int space_bar; // 이것은 괜찮습니다.
    int enum, long, double, int, break
    /* (오류)
       지금 나열한 이름들은 모두 '예악어' 로 C 언어에서 이미 쓰이고 있는 것들입니다.
       따라서 이러한 것들은 쓰면 안됩니다. 이를 구분하는 방법은 예약어들을 모두
       외우거나 '파란색' 으로 표시된 것들은 모두 예약어라 볼 수 있습니다   */

    return 0;
}

이 안에 모든 내용이 들어 있습니다. 변수의 이름은 반드시

숫자가 앞에 위치하면 안됩니다. 그러나 중간이나 뒤는 괜찮습니다.
변수명은 오직 영어, 숫자, _ 로 만 구성되어 있어야 합니다.
변수의 이름에 띄어쓰기가 있으면 안됩니다.
변수의 이름이 C 언어 예약어 이면 안됩니다. 보통 예약어를 쓰면 파란색 글자체로 표시되어 예약어를 썼는지 안썼는지 알 수 있습니다.

또한 C 언어는 대소문자를 구분합니다. (Case sensitive) 따라서, VARiable 과 Variable 은 다른 변수 입니다. 왠지, 조건이 많아 변수명을 지을 때, 까다로울 것 같지만 그냥 평범하게 짓다보면 예약어와 겹칠일 도 없고, 숫자가 앞에 오는 경우도 별로 없습니다.

자, 이제 우리는 C 언어에서 중요한 부분인 변수에 대해서 알아보았습니다. 현재 우리는 수를 다루는 변수들만 다루었지만, 다음 강좌에서는 변수에 대한 산술 연산과, 문자를 다루는 변수에 대해 알아보도록 하겠습니다.

씹어먹는 C 언어 - <2. C 언어 본격 맛보기>

2009-04-17T19:21:00.000+09:00

이번 강좌에서는 아래와 같은 내용을 배우게 됩니다.

Hello, World! 빠삭하게 분석
주석(Comment)의 사용

안녕하세요 여러분. 저번 강의에서의 희열을 아직도 느끼시나요? 방금 자신의 손으로 최초의 프로그램 - Hello, World! 를 만들었다는 사실을 말이죠. 하지만 자신이 프로그램을 만들었다는 사실을 친구들에게 자랑하기 전에, 그 프로그램이 어떻게 동작하는지 살펴보도록 합시다.

Hello, World 프로그램 분석하기

일단, 여러분이 지난번에 쓰셨던 코드는 다음과 같습니다. 사실, 지난번에는 이 코드가 뭔 내용인가 하면서 쓰셨겠죠. 다만 한 가지 눈치 챘을 법한 부분은 바로 큰 따옴표로 닫혀 있는 부분의 "Hello, World!" 가 프로그램에 출력된다는 점이죠. 만약 여러분들께서 이를 "I LOVE U" 라 던지 여러가지 문장으로 바꿔보아서 실행 해 보았었으면 매우 훌륭한 일을 하신 겁니다. 호기심은 좋은 덕목 중의 하나이죠.

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

일단 위 프로그램의 첫 줄 부터 봅시다.

#include <stdio.h>

영어를 잘 하시는 분은 include 의 뜻이 '포함하다' 라는 것임을 알 수 있습니다. 그렇다면 위 프로그램은 무엇을 포함하고자 하는 것일까요? 바로 옆의 'stdio.h' 라는 파일을 포함하고자 하는 것입니다. 그렇다면 우리는 왜, stdio.h 라는 파일을 이 프로그램에 포함 시켰을 까요? 그 사실은 아래에 계속됩니다.

그 다음 부분을 살펴 봅시다.

int main()

이번에는 조금 생소한 단어군요. main 은 그렇다 쳐도, int 는 또 무엇입니까? 언뜻 보기에 무엇의 약자 인 것 같은데 말이죠. 사실 이는 '정수' 를 뜻하는 integer 의 약자입니다. 또한 그 옆의 main 은 함수를 말하는 것이죠. 사실 이 문장의 뜻은 '정수 형을 반환하는 메인 함수' 라는 뜻인며, 대부분의 C 프로그램은 위 함수로 부터 시작됩니다. 자세한 사실은 나중에 알아봅시다.

{

그 다음 문장은 참으로 간단하군요. 중괄호 입니다. 여기서 중괄호는 main 함수의 시작을 알리게 되죠. 즉, 중괄호로 묶인 부분은 '여기는 main 함수 꺼야' 라는 것을 나타냅니다. 이 때, 중괄호로 열었다면 반드시 } 로 닫아주어야 합니다.

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

이제, 위 프로그램에서 가장 핵심이라 볼 수 있는 부분인 'printf' 를 살펴 봅시다. printf 는 화면에 괄호안의 내용을 출력할 수 있게 해주는 함수 입니다. 위의 경우, 괄호 안에 있는 Hello, World! 가 화면에 출력되었지요.

그런데, 도대체 위 함수가 어떻게 해서 화면에 글자를 출력하는 것일까요? 사실, 화면에 글자를 출력하는 것은 쉬운 일 일 것 같지만, 매우 복잡한 과정을 거치는 것입니다. 왜냐하면, 일단 운영체제에 자신이 화면에 글자를 뿌려야 한다는 메시지를 보내야 하고, 또 운영체제는 하드웨어 (모니터) 에 이를 뿌른다는 것을 이야기 해 주어야 하기 때문이죠.

하지만 우리가 위 짧은 문장을 화면에 표현하기 위해 위 모든 내용을 작성해야 한다는 것은 상당히 불합리해 보입니다. 따라서 우리는 위 모든 내용을 포함하고 있는 파일을 필요로 하는데, 그 것이 바로 앞서 이야기한 stdio.h 입니다. stdio 는 STandard Input Output header 의 약자로, '표준 입출력 헤더' 입니다. 이 파일에는 입출력, 즉 화면에 출력하고, 키보드로 부터 입력을 받아들이는 것에 대한 내용을 가지고 있습니다. 물론, 이 파일 하나에 모든 내용이 다 구현 되어 있는 것은 아닙니다. 자세한 내용은 나중에 배우게 됩니다.

그런데, 한 가지 이상한 점이 있습니다. 큰 따옴표 안의 내용이 모두 출력되는데, 왜 마지막의 \n 은 출력되지 않은 것일까요? 그렇다면 한 번 여러분들 께서 \n 을 지워 보고 다시 프로그램을 실행해 보세요. 아마 다음과 같이 나올 것 입니다.

지난번 하고 차이점이 보이세요? 분명히 지난 번에는 'Press anykey to continue' 가 한 줄 개행되어 나타났는데 이번에는 연이어 나타났습니다. (윈도우 한글판 사용자의 경우 '아무키나 누르세요' 가 나타날 것입니다)

아하, 알겠습니다. 바로 \n 은 키보드 상의 엔터, 즉 개행 문자 였든 것입니다. (참고로 \ 를 Escape character 라고 합니다)
참고적으로 알아야 할 사실은 우리나라 키보드의 경우 \ 로 나타나지만 외국 대부분의 키보드에는 \ 대신에 역슬래시(＼) 를 사용합니다. 따라서, 보통 C 언어 서적을 보면 ＼n 이라 나타난 것이 있는데 이는 \n 과 똑같은 것입니다.

마지막으로 하고 싶은 말은 모든 문장은 끝나는 부분에 세미콜론(;)을 찍어 주어야 된다는 것입니다. 물론,함수의 선언 부분 (즉, int main() ) 뒤에나 헤더파일 선언 부분 (#include <stdio.h>) 뒤에는 ; 을 꼭 붙일 필요는 없으나 위와 같이 printf(.....) 나, 아래 줄의 return 0 와 같은 문장들에게는 꼭 끝에 세미콜론을 붙일 필요가 있습니다. 만약 붙이지 않는다면 이전 강의에서 보았던 오류들이 나타나게 되죠.

return 0;

영어로 읽어 보면 대충 뜻을 짐작하셨겠지만, 0 을 반환(return)한다는 뜻 입니다. 0 을 왜 반환할까요? 그리고 그 것을 반환한다면 '누구' 한테 반환하는 것인가요? 쉽게 말해 운영체제에게로 반환합니다. (정확히 말하면 이 프로그램을 호출한 프로그램 - 예를 들면 프로그램 관리자(O/S) 등 ) 그런데 왜 하필이면 0 일까요? 1 이면 안되고 왜 2 이면 안되죠.

그렇다면 한 번 1 이나 다른 원하는 숫자를 반환하도록 해보세요. 결과는 똑같습니다. 그런데 왜 굳이 0 을 반환하는 것일까요?

사실은 0 을 반환한다는 것은 컴퓨터에게 '프로그램이 무사히 종료되었음' 을 알리는 것이죠. 반면에 1 을 반환한다면 컴퓨터에게 '프로그램이 무사히 종료되지 않았어요. 즉, 오류가 발생했어요.' 를 알리는 것입니다. (이는 국제 표준화기구인 ISO에서 결정된 바 입니다.) 즉, 프로그래머들끼리 만든 일종의 약속인 셈입니다. 하지만 지금 이 정도 수준의 프로그램에서 꼭 리턴값을 지키지 않는 다고 해서 큰 문제는 없습니다.

}

마지막으로 이렇게 꼭 중괄호로 닫아주어야지, 그렇지 않을 경우 파일의 끝이 없다는 오류가 발생하게 됩니다. 와우! 이쯤 되면 위 프로그램을 빠삭하게 분석해 보았다고 할 수 있습니다.

주석(Comment) 넣기

마지막으로 모든 프로그래밍 언어에 기본으로 이는 기능이자, 그 만큼 중요한 기능인 주석 넣기에 대해 알아봅시다. 주석이라 하면, 코멘트, 즉 자신의 코드에 대해 설명을 해주는 것입니다. 아마 위의 대여섯 줄 짜리 코드에 뭐가 설명할 필요가 있겠어? 라고 생각할 수 있지만 실제로 '쓸만한' 프로그램을 만들게 되면 코드의 길이가 수천줄을 넘어가는 것은 예삿일입니다. 물론 그런 파일들이 여러개 모여서 프로그램을 만들게 되는 것이지요.

그렇게 된다면 코멘트 없이는 이 코드가 도대체 무슨 역할을 하는지도 잘 모르고, 남이 쓴 코드가 어떻일을 하고, 어떻게 돌아가는지 이해가 잘 안되는 경우가 많습니다. 더욱 심각한 사실은 자신이 쓴 코드도 못알아 보는 경우가 있다는 것입니다. 이처럼, 이런 기분나쁜 일을 미연에 방지하기 위해 이 코드가 무슨 역할을 하고 어떻게 동작되는지 간단하게 나마 설명해 주는 것이 필요하겠죠. 그런 것을 바로 주석 이라 합니다.

우리가 코드를 이해하기 위해 필요한 것이지, 컴퓨터에는 아무런 도움이 되지 않는 것이므로 컴파일러는 이 주석을 완전히 무시해 버립니다. 마치 우리만이 볼 수 있는 것 처럼 말이죠. 그렇기 때문에 주석에 무슨 짓을 해도 상관이 없습니다.

기본적으로 C 언어 에서는 두 가지 형태의 주석을 지원합니다.

마치 컴파일러가 철저히 무시한다는 것을 반영하기라도 한 것인지, 주석은 초록색으로 표시됩니다. 보통 한 줄에 쓸 수 있는 주석은 // 로 나타내고, 주석이 조금 길어저 여러 줄에 걸쳐 표시하려면 /* 와 */ 를 이용합니다. 한 번, 위 Hello, World! 프로그램에 자기 나름대로 주석을 넣어 설명을 해보세요.

씹어먹는 C 언어 - <1. C 언어가 뭐야?>

2009-04-16T00:40:00.000+09:00

저의 강의는 미엘리키 님의 C++ 필기 노트를 보고 깊은 감명을 받고 시작한 것입니다.
이번 강좌에서는 다음과 같은 내용을 배우게 됩니다.

컴파일러란 무엇인가?
개발 툴 (Visual Studio 2008 Express Edition) 설치
내 생애 최초의 프로그램

오,... 넓디 넓은 인터넷 상에 존재하는 이 조그마한 홈페이지를 찾아주신 방문객 여러분께 감사의 말씀을 드린다. 여러분이 이 곳에 찾아온 이유는 여러가지 있겠지만 아마 다음과 같이 추정된다.

C 언어가 뭔지 궁금해서
C 언어를 배우고 있으나 너무나 어려워서 다시 배우려고
게임을 만들어서 학교에 가서 자랑할려고
인터넷에 우연히 C 를 검색했더니 이게 나왔다.
중국어를 C(hinese) 언어 라고 하는 줄 알고 ( ← 이분 들은 뒤로가기 눌러주시기를..)

무슨 이유로 든지 당신은 'C 언어가 뭐야'라는 제목을 보고 이 블로그에 찾아왔다. 축하한다.

나는 누구인가?

이 블로그의 주인 Psi 는 누구인가? 나는 사실 여러분을 가르칠 자격이 없는 학생이다. 나도 역시 C 언어를 배우고 있으며 전문가들 보다도 훨씬 못한다. 전문적인 강의를 원했던 사람은 여기서 다시 살포시 뒤로가기를 눌러도 된다. (아마 80% 이상이 누를 것이라 추정) 하지만 내가 유일하게 잘 할 수 있다고 자부하는 것은 어려워만 보이던 C 언어의 기초 부분을 최대한 쉽게 설명하는 것이다.

앞으로 나와 함께 C 언어의 세계로 여정을 떠날 사람들은 준비가 되었습니까? 그럼 모두 스크롤 바를 돌리십시오.

여정에 필요한 준비물

컴퓨터 (본체, 키보드, 모니터, 마우스), 블로그를 열어 볼 수 있을 만큼의 충분한 성능의 인터넷, 손가락, 뇌.
개념
여정을 헤쳐 나갈 수 있는 용기
컴파일러.

1,2,3 번은 여러분들 께서 충분히 준비할 수 있다고 생각한다.
그런데 4번, 즉 컴파일러는 뭐지?

컴파일러?

컴파일러, 영어로는 Compiler 라고 쓴다. 말그대로 컴파일(Compile) 해주는 것(-r) 이다. 그렇다면 컴파일은 무엇인가?

여러분이 어디선가 주어 들었을 법한 지식에 따르면 컴퓨터는 0 과 1 밖에 모르는 바보(?) 라고 들었을 것이다. 맞다. 컴퓨터의 두뇌라고 할 수 있는 CPU 에서는 수 많은 0 과 1 들이 왔다리 갔다리 하고 있다[footnote]0 과 1은 on 과 off 에 대응된다. 이 때, IBM PC 의 경우 on 은 5 V, off 는 0V 의 전압과 같다. - - [/footnote]. 따라서, 우리는 컴퓨터에 지시를 내리기 위해서는 0 과 1 로 가득한 명령을 내려야 한다. 예를들어 화면에 a 를 표시해라는 명령은
10100101110101010111010110011011110010110101011..... 101110 ( 본인도 맞는지 모름 ) 와 같이 써야 하죠.

만약 우리가 이렇게 컴퓨터에 명령을 내린다면 알아보기도 불편할 뿐더러, 중간에 0 으로 쓸 것을 모르고 1 이라 썼을 때, 오류를 찾아 내기도 쉽지 않겠죠. 하지만 다행이도 우리는 그렇게 힘들게 쓸 필요가 없죠.

우리가 구사해야 할 언어 (C 언어) 는 언뜻 보게 되면 0 과 1 로 가득한 숫자가 아니라 영어 단어와 약간의 숫자로 구성된 '고급 언어' 입니다. 따라서, (월등히 지능이 높은) 인간만이 쓸 수 있는 이 고급 언어를 컴퓨터는 쓸 수 없으니 특별히 '컴파일' 이라는 과정을 통해 컴퓨터가 알아 들을 수 있는 기계어로 바꿔주는 것입니다[footnote]물론 C 언어를 어디서 배운 사람이라면 '사기치지 마' 라고 말할 수 있습니다. 맞습니다. 사실 컴파일은 소스 코드를 어셈블리 코드로 바꿔주는 것이죠. 그 후, 어셈블러(Assembler) 가 다시 이를 목적 코드(Object Code) 로 바꾼 후, 링커(Linker) 가 링킹(Linking) 을 통해 완전한 Exe 파일을 만드는 것이죠. 하지만 솔직히, 어셈블리어가 기계어에 1 대 1 대응 되어 있으므로, 거의 기계어라 봐도 무방합니다. [/footnote].

이제, 컴파일러를 어디서 구할 수 있는지 찾아봅시다. 유명한 컴파일러로는 GCC 를 들 수 있지만 사용법이 초보자들에게는 약간 복잡하므로, 마이크로소프트에서 무료로 배포하는 Visual Studio 2008 Express Edition 을 사용하도록 합니다.

http://www.microsoft.com/exPress/download/#webInstall

여러분은 위의 링크된 곳으로 가서 쭉 스크롤바를 내려 보면 오른쪽에 황금빛으로 'Microsoft Visual Studio 2008 Express Edition' 이라고 써 있는 것이 보일 것이다. 영어에 자신이 있다면 영문판을, 한글의 우수함을 세계에 알리고 싶다면 한글판을 다운받도록 한다.

현재 본인의 컴퓨터에서는 Visual Studio 2008 professional 버전이 이미 깔려 있어서 설치가 잘 되지 않는다. 따라서, 여러분들은 아래의 사이트에서 위 프로그램을 설치하는 법을 보고 꼭 설치 해주기 바란다. (좋은 팁을 올려주신 블로그 주인 셀룬 님에게 감사의 말을 전하고 싶다)

http://blog.naver.com/chingdsa?Redirect=Log&logNo=10040847103

설치가 완료 되었으면, 이제 그 프로그램을 실행해 봅시다.

여러분은 프로그램 실행시 위와 같은 화면을 보게 될 것입니다. 이제, 상단의 파일 → 새로 만들기 → 프로젝트 를 들어가거나, Ctrl + Shift + N 을 눌러서 '새 프로젝트' 를 시작합시다. 그렇다면 아래와 같은 화면을 보게 됩니다.

이제, 좌측 '프로젝트 형식' 의 Win 32 를 누르면 위와 같이 나오게 되는데, 여기서 빨간색 박스로 쳐져 있는 'Win 32 콘솔 응용 프로그램' 을 선택한 후, 아래 이름에 'Helloworld' 라고 입력합니다.

그 다음 위와 같은 화면이 나온다면 '다음' 을 누릅니다.

그 다음에, 추가 옵션 부분의 '빈 프로젝트' 에 체크를 하신 후 마침을 누른다면 프로젝트 설정은 끝납니다.

이제, 좌측의 '솔루션 탐색기' 의 '소스 파일' 에 마우스 오른쪽 클릭을 하신 후, 추가로 들어가서 '새 항목' 을 선택합니다. 그렇다면 아래와 같은 창을 보게 되죠.

이제, C++ 파일 을 선택하신 후, 하단의 이름에 helloworld.c 라고 적습니다. (그냥 helloworld 로 하시면 안됩니다) 우리는 C 언어를 공부하는데 왜 C++ 파일로 하냐고 물을 수 있는데, 확장자가 .c 이므로, Visual Studio 가 C 언어로 파일로 인식하지 C++ 파일로 인식하지 않으므로 걱정 안하셔도 됩니다.

키보드를 괴롭히기

이제, 드디어 키보드를 괴롭힐 시간이 다가왔습니다. 모처럼 위의 프로그램을 오랜 시간 기다리면 설치 했는데 뭐라도 해 보는 것이 좋겠죠?
화면에 다음과 같이 입력합니다.

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

한 가지 당부 드리고 싶은 말은, 반드시 손으로 직접 입력해 보기 바란다. 그냥 Ctrl - C, Ctrl - V 하는 것은 시간은 절약되지만 결국 나중에 머리에 남는 것은 없게 됩니다.

이제, 위 내용을 다 입력하였으면 F7 를 눌러 주어서, 또는 상단의 빌드 → 솔루션 빌드를 눌러서 컴파일 합니다. 만약 위 내용을 잘 써서 성공적으로 빌드 되었다면 아래 아래와 같은 화면을 보게 될 것입니다.

그런데, 간혹 가다 어떤 사람들은 오류가 뜨는 사람들도 있는데, 대표적으로

error C2143: 구문 오류 : ';'이(가) 'return' 앞에 없습니다

라 던지,

error C2001: 상수에 줄 바꿈 문자가 있습니다.
error C2143: 구문 오류 : ')'이(가) 'return' 앞에 없습니다.

와 같은 오류를 보게 되는 사람들이 있습니다.
첫 번째의 경우, printf("Hello, World! \n") 다음에 세미 콜론 (;) 을 쓰지 않아서 나타나는 경우이고, 두 번째의 오류는 printf 안에 큰 따옴표로 제대로 닫지 않았을 경우이다. 즉, 오류가 나왔는데 위에서 언급한 경우가 아니라도 십중 팔구 위의 소스 코드를 잘못 쳤기 때문 이므로 다시 한 번 신중히 쳐보거나, 그래도 안되면 복사해 보시기 바란다.

이제, 드디어 이렇게 완성된 프로그램을 실행할 시간이 다가왔다. Ctrl + F5 를 눌러서 프로그램을 실행해 보자.

만세! 현재 저는 영문판 XP 를 쓰고 있어서 Hello, World! 밑에 'Press any key to continue' 가 나오겠지만 한글판 사용자 분들은 '아무 키나 누르세요' 가 나올 것이다. 어쨋든, 위의 Hello, World! 가 출력되었으면 대 성 공 이다.

여러분은 지금, 여러분 최초의 프로그램을 만들게 된 것이입니다!

다음 강좌에서는, 위 프로그램이 도대체 어떻게 동작하는 것인지에 대해 알아보도록 합시다.