포인터를 설명하기 앞서서 메모리에 대한 개념적인 설명을 먼저 할 필요가 있다. PC와 같은 디지털 시스템은 메모리(memory)소자가 있어서 여기에 자료를 저장한다. 자료 저장 단위가 8bit 라면 ‘8bit 메모리’, 16bit 라면 “16bit메모리”라고 한다. 8비트 메모리는 매 바이트에 고유의 주소가 정해져 있어서 그 주소를 이용하여 데이터에 접근한다.

[그림 6.1.1[ 8비트 메모리 구조

만약 어떤  변수를 선언하면 내부적으로 변수 값을 저장할 연속된 메모리 공간이 할당되는데 전술한 바와 같이 메모리 공간에는 고유의 주소값이 있다. 그 주소를 포인터라고 한다.

[그림 6.1.2] 포인터 개념도

즉, 변수를 선언하면 메모리, 주소, 그리고 자료를 참조할 이름(변수명) 이 세가지가 생성이 된다.

 포인터를 사용하는 경우는 여러 가지가 있으나 보통은 다음 두 가지 이유 때문이다.

1. 어떤 함수 내부에서 다른 함수의 변수값을 직접 변경시켜야 될 경우에 사용될 수 있다. 변수값이 아니라 주소값을 인자로 넘겨서 그 주소에 저장된 데이터를 직접 변경시키는 것이다.

2. 복잡한 구조를 가지는 배열이나 구조체를 함수의 인자로 넘겨줄 경우 보통의 값에 의한 호출(즉, 복사한 후 복사본을 넘겨주는)방식이 사용될 경우 데이터형을 전달하기도 힘들뿐더러 메모리 낭비 및 비효율성으로 인한 속도 저하를 가져올 수 있다. 이럴 경우 포인터를 넘겨주는 방법을 사용한다.

 포인터의 다양한 쓰임새 때문에 C 언어에는 관련된 많은 기능을 제공하고 있지만 편리한 만큼 위험부담도 있다. 경우에 따라서 매우 잡기 힘든 버그를 생산하기도 하고 심지어 프로그램이 멈춰서 복구 불능이 되는 경우도 포인터 때문에 발생하기도 한다. 따라서 사용자는 사용법을 정확히 알고 주의해서 사용해야 한다.

5장 연습문제     [doc]     [smts]

pb05-01 실수 0.1부터 2.0까지 0.1 크기로 증가하면서 순서대로 배열에 저장하는 프로그램을 작성하라. 즉 double형 배열에 0.1, 0.2, 0.3, ... 1.9, 2.0 이 저장되어야 한다.

pb05-02 양의 홀수 50개를 배열에 순서대로 저장하는 프로그램을 작성하라.

pb05-03 소수 (prime number) 100개를 순서대로 배열에 저장하는 프로그램을 작성하라.

pb05-04 크기가 10인 int형 배열이 있다고 가정하자. 이 배열의 0번 요소를 1번 자리로, 1번 요소는 2번 자리로 ... 이런식으로 8번 요소는 0번 자리로, 9번 요소는 0번자리로 값의 위치를 하나씩 밀어내는 프로그램을 작성하라.

pb05-05 사용자로부터 일곱 개의 정수를 입력 받아 배열에 저장한 후 그것을 크기 순으로 정렬하여 다른 배열에 저장하는 프로그램을 작성하라.

다음의 예제를 보자.

위의 예제에서 ❶에서 보면 char형 배열을 초기화할 때 일반적인 배열의 초기화 방법에 따르고 있다. 이런 식으로 문자열을 초기화한다며 맨 마지막 요소로 널문자를 사용자가 명시적으로 첨가해야 한다.. 그리고 ❷를 보면 문자열을 초기화하는 두 번째 방법이 나와 있는데 그것은 큰따옴표로 단어나 문장을 묶는 것이다. 이 경우에는 맨 마지막의 널문자을 생략할 수 있는데 컴파일러가 자동으로 널문자를 삽입해 준다. 두 번째 방법이 훨씬 간결하기 때문에 문자열을 초기화할 때는 보통 이 방법을 쓴다.

 출력 함수인 printf()에서 문자열을 표시하는 제어문자는 %s이다. 이 제어문자를 만나면 해당 문자열을 널문자가 나올 때까지 화면에 표시하게 된다.

 이 문제는 앞의 문제보다는 한 번 더 생각해야 한다. 여기서도 세 float형 변수를  f1, f2, f3 라고 하고 결과값(중간 수)를 저장하는 변수를 fMid 라고 하고 임시값을 저장하는 변수명을 fTmp라고 하자. (Tmp는 temporary 를 줄인 단어임) 알고리듬은 다음과 같이 생각해 볼 수 있다.

(a) f1과 f2 중 작은 수를 fMid 에 저장하고 큰 수를 fTmp에 저장한다.

(b) f3가 fMid보다 크다면 현재 fMid 값이 최소값이라는 의미다. 따라서 f3와 fTmp중 작은 것이 중간값이므로 그것을 fMid에 저장한다.

(c) f3가 fMid 보다 작다면 (a)에서 구한 fMid 값이 중간값이다.

(d) fMid를 출력한다.

 이제 이 알고리듬을 프로그램으로 작성해 보면 다음과 같다.

위에서 보면 알고리듬 (c)가 성립한다면 두 번째 if 문이 실행되지 않고 바로 printf()문이 실행이 되므로 올바르게 작동하는 것을 이해할 수 있을 것이다. 실행 예는 다음과 같다.

위에서 (a)는 괄호안의 콤마연산자를 먼저 수행하므로 ib값을 반환하여 그것이 ic에 저장된다. (b)는 id에 ia값이 저장된다. 왜냐면 콤마 연산자는 대입연산자보다 우선 순위가 낮아서 다음과 같기 때문이다.

따라서 id=ia 가 먼저 수행되고 ib값이 구해지지만 그 뒤에 아무 동작이 일어나지 않는다. (c)는 콤마 연산자의 결합 방향에 의해서 다음과 같다.

따라서 ie에는 ic값이 저장된다.

 콤마 연산자는 두 개의 표현식을 하나로 줄일 때 주로 사용된다.

또한,  만약 두 개의 대입문을 하나로 줄이고 싶다면 다음과 같이 하면 되지만 이런 식으로는 잘 사용되지 않는다.

콤마 연산자는 나중에 소개될 for문의 갱신식에서 여러개의 변수를 동시에 변경시킬 때 많이 사용된다.

혹은 생성된 변수의 자료형도 구할 수 있다.

이 연산자를 이용하면 뒤에 나올 enum, struct, union 같은 자료형의 바이트수도 쉽게 구할 수 있다.

 sizeof 연산자는 메모리를 할당하는 malloc(), calloc() 함수와 같이 사용되어 할당될 메모리의 크기를 지정하는데 주로 사용된다.

연습문제    [DOC]    [SMTS]

1. 화면에 자신의 학번과 영문 이름을 출력하는 프로그램을 작성하라.

2. 화면에 다음과 같이 출력하는 프로그램을 작성하라

----------------------

1 2 3

one two three

uno due tre

---------------------

(3)  (110101.11)2를 10진수와 16진수로 변환하라.

(4) 십진수 625를 2진수와 16진수로 변환하라.

(5) 십진수 0.6825를 2진수로 변환하라.

2.7 논리형 (bool 형)    [DOC]    [SMTS]

 논리형(bool type)은 진리값인 참/거짓을 표현하는 자료형을 의미한다. ANSI C에서는 부울형이 따로 지정되지 않았지만 C99에는 stdbool.h 헤더파일을 이용하여 bool형을 사용할 수 있다.

참을 나타내는 true와 거짓을 나타내는 false 식별자는 내부적으로 각각 1과 0값으로 취급된다.

 C++에서는 boolean 형이 기본 자료형으로 제공된다. 따라서 별도의 헤더파일을 인클루드하지 않고 바로 부울형 변수를 정의하여 사용할 수 있다.

표 2.3.1 문자와 ASCII 코드

char형은 크기가 1바이트이므로 부호 없는 unsigned char 변수인 경우 0부터 255까지의 작은 정수를 저장할 수 있으며 short형은 2바이트로 부호 없는 숫자의 경우 0부터 65,535까지 저장할 수 있다. 만약 char형 변에 문자상수, 예를 들어서 ‘a’가 저장되면 내부적으로는 97이라는 숫자가 저장된다는 것을 알아야 한다.

[표 2.3.2 ] 한 문자가 저장되는 비트 구조

부호가 있는 정수형 데이터는 음수를 2의 보수로 저장하기 때문에 저장범위가 char형은 –128 ~ +127이 되고 short형은 –32,768 ~ +32,767이 된다.

 다음 예를 컴파일한 후 실행해 보자.

이것을 보면 문자 ‘a’는 내부적으로 97, ‘A’는 65, 그리고 문자 ‘0’은 48과 같다는 것을 알 수 있다.

 실수를 표현할 때는 0.1, -2,3 과 같은 보통의 10진 표기법 외에 지수적 표기법이라는 것이 있는데 예를 들면1.234567e5 와 같은 것이다. 이것은 과학적 표기인

를 표현한 것이다. 또 다른 예로 1.234567e-3 은

이다. 실수 상수는 소수점을 반드시 포함해야 하며 지수부는 생략할 수 있다. 예를 들면 다음과 같다.

실수형 변수를 선언하고 초기화하는 코드의 예는 다음과 같다.

 실수 자료형은 float형, double형, long double형이 있는데 float형보다 double형의 표현 범위뿐만 아니라 정밀도도 더 높다. (정수형은 예를 들어 short형 보다 long형이 표현 범위만 넓어지는 것과 대조적이다)

 실수 상수는 내부적으로 double형으로 저장되므로 8 byte 메모리가 소요된다. 만약 실수 상수를 float 형으로 명시적으로 지정하려면 숫자 뒤에 f/F 접미어를 붙이면 된다.

하지만 이 경우에도 자동으로 형 변환이 일어나므로 궂이 f/F 접미어를 붙여줄 필요는 없다.

 이와 같이 변수에 숫자상수를 대입할 경우에는 묵시적으로 형변환이 일어나기 때문에 사용자는 특별한 경우를 제외하고는 신경을 쓸 필요가 없다.