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.

 예를 들어 부호가 있는 int 형 변수 ia 를 숫자 0으로 초기화하려면 다음과 같이 하면 된다.

이후에는 ia라는 int형 변수를 '사용'하여 정수 값을 저장하거나 산술 연산을 수행할 수 있다.

 C언어에서 정수를 표현할 때 0으로 시작되는숫자는 8진수이고, 0x로 시작하는 숫자는 16진수라는 것이다. 예를 들어서 123은 그냥 10진수 123이지만 0123 이라고 입력하면 8진수 123이기 때문에 10진수로 변환하면 83이다. 그리고 0x123은 16진수 123이기 때문에 10진수로 변환하면 291이 된다. 이것을 다음 표에 정리하였다.

[표 2.2.1] 숫자상수의 접두어 예

0123의 경우 십진수 123이라고 오해하기 쉬운데 0으로 시작하는 수는 8진수로 간주된다는 사실을 유의해야 한다.

 다음 예를 실행시켜보자.

이 결과로부터 8진수 123은 십진수 83이고 16진수 123은 십진수 291과 같다는 사실을 알 수 있다.

 정수형 상수는 기본적으로 int형으로 간주되므로 내부적으로 저장하는데 4 byte(혹은 2 byte)가 소요가 된다. 만약 숫자 상수를 특정한 자료형으로 지정해 주고 싶다면 접미어를 붙여서 그 데이터형을 지정할 수 있는데 U(혹은 u)를 붙이면 unsigned int형이고 l(혹은 L)은 long형, ul(혹은 UL)은 unsigned long형임을 나타낸다.

표 2.2.2 숫자상수의 자료형을 지정하는 접미어들

예를 들면 다음과 같다.

하지만 보통은 숫자 상수는 대입하려는 변수의 자료형에 자동으로 변환되어 저장되므로 굳이 이렇게 일일이 자료형에 맞추어 접미어를 붙여줄 필요는 없다. 즉,

이라고 초기화하여도 123이라는 int형 상수는 자동으로 unsigned long 형으로 변환된 후 변수 ula에 저장된다.

 만약 숫자상수를 short 형이나 unsigned char 형으로 지정하고 싶다면 다음과 같이 해야 한다.

이와 같이 숫자 상수 앞에 (자료형)을 붙여 자료형을 강제로 변환하는 것을 형변환(casting)이라고 한다. 하지만 이 경우도 아래와 같이 할 수 있다.

이렇게 해도 자동으로 형변환이 일어나기 때문에 문제가 없다.

비트가 0일 때는 10진수로 변환하는 합에 영향을 미치지 않는다. 그러므로 10진수로의 변환은 비트가 1인 2의 거듭제곱수의 합으로 얻을 수 있다. 예를 들면 다음과 같다.

1.9.2 16진수

 16진수를 사용하여 2진수를 더 간결하게 표현하는 것이 길이가 4배 더 긴 2진으로 된 비트열을 사용하는 것보다 훨씬 편리하다. 그러므로 디지털 시스템에서는 2진수를 기술하기 위해 16진수를 많이 사용한다.

 16진수는 15까지 한자리로 표현되고 16이 되면 두 자리로 넘어간다. 따라서 10진 시스템에서 가져온 10개의 숫자와 10, 11, 12, 13, 14, 15를 하나의 숫자로 표현하기 위해 사용되는 문자 A, B, C, D, E, F를 갖는 기수 16 시스템이다. 16진수에 대한 예는 다음과 같다.

다음 표에 16진수 0부터 15까지를 2진수와 8진수로 표현한 것을 기술하였다.

[표 1.12.2]  

이중에서 2진수와 16진수와의 관계는 눈여겨 보아야 한다. 2진에서 16진수로의 변환은 2진 숫자를 소수점부터 시작하여 왼쪽과 오른쪽으로 4비트씩 나눔으로서 쉽게 얻어진다.

1.9.3 10진수로의 변환

 10진수에서 2진수로 변환하는 편리한 방법은 주어진 10진수를 반복해서 2로 나누어서 그때마다 나머지를 써두고, 그 몫을 다시 2로 나누는 방법을 몫이 0이 될 때까지 반복한 후 아래에서부터 위로 나머지를 읽어가는 방법이다. 예를 들어 10진수 103을 2진수로 변환하면 다음과 같다.

따라서 (103)10=(1100111)2 가 된다.

 이번에는 (0.125)10 처럼 10진수의 소수값을 2진수로 변환시키는 방법을 알아보자. 주어진 소수값에 2를 곱한다음 그 결과값이 1을 넘으면 1을 써두고 1을 넘지 않으면 0을 써둔 다음 그 너머지 소수값에 다시 2를 곱한다. 이것을 소수값이 없어질 때까지 반복한 다음, 써둔 결과를 위에서 부터 읽어 내려간다. 즉,

따라서 (0.125)10=(0.001)2이다.

 10진수에서 8진수 혹은 16진수로의 변환도 8 혹은 16으로 나누고 곱한다는 것만 빼고 위와 동일하게 얻어진다.

1.9.4 보수 (선택 사항)

 디지털시스템(digital system)에서는 음수를 표현하기 위해서 2의 보수(2‘s complement)를 사용한다. 1의 보수(1’s complement)는 0과 1을 서로 바꾸어서 얻을 수 있다. 즉 0→1, 1→0으로 변환하는 것이다. 예를 들어서

 n개의 자리수를 가진 2진수 N이 주어지면 2의 보수는 N≠0일 때 2n-N이고 N=0일 때 0으로 정의한다. 2의 보수는 1의 보수에 1을 더하여 얻을 수 있다. 예를 들어

또한 2의 보수는 최하위자리 0과 첫 번째 자리 1을 모두 변하지 않게 하고 다른 모든 상위자리 비트에 있는 1을 0으로, 0을 1로 바꾸어 만들 수 있다. 그래서 (1101100)2의 하위 자리수에 있는 2개의 0과 첫번째 1을 그대로 두고 다른 4개의 상위자리의 비트를 0을 1로 1을 0으로 바꾸어서 (0010100)2를 얻을 수 있다. 보수의 보수가 원래의 값을 갖는다는 것도 중요한 사실이다.

앞에서도 밝혔듯이 디지털 시스템에서는 2의 보수로서 음수를 표시한다. 예를 들어 8bit 숫자 체계에서 -10을 얻으려면 +10의 2의 보수를 구하면 된다. 즉 의 2의 보수인 이 -10이 되는 것이다. 이러한 개념은 감산 하드웨어를 간략하게 하는데 매우 유용하다.

[표 1.12.3] 8비트 수의 2의 보수

1.9.5 디지털 데이터 단위

 디지털 시스템에서 모든 데이터는 2진수로 표시된다. 2진수에서 각 자리의 수를 비트(bit)라고 하는데 이것이 디지털 데이터의 최소 단위이다. 2진 신호가 몇 개가 묶였느냐에 따라서 다음과 같이 구분한다.

• 비트 (bit) : 0/1을 표시하는 최소 데이터 단위

• 니블 (nibble) : 4 bits

• 바이트 (byte) : 8 bits

• 워드 (word) : 2 bytes = 16 bits

• 더블 워드 (dword) : 2 words = 4 bytes = 32 bits

 다음 표에 220 까지의 십진수를 나열하였다. 이 중에서 210까지는 외우는 것이 앞으로 프로그래밍하는데 있어서 여러모로 편리하다.

[표 2.12.1] 2의 거듭제곱

또한 8자리 2진수의 최대값은 255, 16자리 2진수의 최대값은 65,535 라는 것도 알아두면 나중에 C언어 변수의 가용 범위를 계산할 때 유용하다.

 디지털 데이터의 용량을 표기할 때 물리적인 단위와는 다소 다르다.

• 킬로(kilo) : 210 = 1,024

• 메가(mega) : 220 = 1,048,576

• 기가(giga) : 230 = 1,073,741,824

• 테라(tera) : 240 = 1,099,511,627,776

예를 들어서

이다.