2. 데이터 처리(1) - 간단한 변수

데이터에 대해 알아보자.

우리는 게임을 하면서 데이터를 저장할 필요성을 느낀다. 예를 들어 스타크래프트 유닛 공격력, 방어력, 자원 등등을 표기하기 위해서는 이를 데이터 안에 저장해 두어야 한다.

데이터는 단순형과 복잡형으로 나눌 수 있다. 먼저 단순형에 대해 알아보겠다.

다음은 변수를 정의하는 방법이다.

int attack = 60;

(참고로 모든 코드의 끝에는 세미 콜론(;)를 붙여야 한다. 세미 콜론은 하나의 명령어가 끝났다는 것을 의미한다.)

여기서 int는 '자료형'이고, attack은 '변수 이름'이다. 이렇게 정의하면 attack이라는 변수 이름 안에 60을 대입한다는 뜻이다. 수학에서 =는 등호의 의미이지만, 프로그래밍에서는 대입의 의미이다. 변수 이름은 자유롭게 정할 수 있으나 한눈에 알아보기 쉽게 정하는 것이 좋다. 또한 변수 이름에는 몇 가지 규칙이 필요하다.

1)변수 이름에는 영문자, 숫자, 밑줄(_) 문자만을 사용할 수 있다.
2)숫자를 변수 이름의 첫 문자로 사용할 수 없다.
3)변수 이름에서 대문자와 소문자는 구별된다.
4)C++키워드는 변수 이름으로 사용할 수 없다.

다음은 c++변수 이름으로 맞는 것과 틀린 것의 예시이다.

int dog		// 맞다.
int Dog		// 맞다. dog랑 다르다.
int 1Dog	// 틀리다. 숫자를 맨 앞에 쓸 수 없다.
int int		// 틀리다. c++키워드를 변수 이름을 쓸 수 없다.
int _dog	// 맞다.
int I_have_a_dog_and_a_cat1557	//맞다. 

int 외에도 여러 자료형이 있다. short, long, long long 등등...
왜 여러 데이터형이 필요할까? → 메모리를 절약하기 위해서이다. 이건 마치 밥그릇과 비슷하다. 밥을 밥 그릇 말고 김치 담을때나 쓰는 대야에다가 담아서 먹는 사람이 있을까? 정신이 이상하지 않고서는 없을 것이다. 마찬가지로 김치 담을 때 밥그릇이나 국그릇에 담는 사람이 있을까? 각자의 용도에 맞는 그릇이 있는 것이다. 자료형도 이와 마찬가지이다. 자료형의 종류에 따라서 크기가 다르고, 이에 따라 저장할 수 있는 데이터의 범위도 다르다.

다음은 여러 자료형의 크기와 범위를 보여준다.

자료형	명칭	크기	값의 표현범위
	char	1바이트	-128이상 +127이하
	short	2바이트	-32,768이상 + 32,767이하
정수형	int	4바이트	-2,147,483,648이상 +2,147,483,648이하
	long	4바이트	-2,147,483,648이상 +2,147,483,648이하
	long long	8바이트	-9,223,372,036,854,775,808이상 +9,223,372,036,854,775,808이하

자료형의 크기와 범위는 관계가 있다. 컴퓨터의 메모리를 구성하는 기본 단위는 비트이다. 비트는 키고 끌 수 있는 전기 스위치를 연상하면 쉽게 이해할 수 있다. 일반적으로 8비트 = 1byte이다. int는 4byte이므로 32비트이다. 여기서 32비트를 일렬로 늘어놓는다면, 맨 앞의 비트는 데이터가 음수인지 양수인지 판별하는 역할을 한다. 그러면 나머지 31비트가 남아있으므로 2^31을 하면, 양수일 땐 +2,147,483,648, 음수일 땐 -2,147,483,648이 된다. 그래서 범위가 저렇게 되는 것이다. 나머지 자료형도 마찬가지이다.

바이트의 의미는 컴파일러와 운영체제에 따라서 다를 수 있다. 이를 명확하게 확인하는 방법이 있다.

첫 번째는 sizeof를 사용하는 방법이다.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	cout << "bool의 크기 : " << sizeof(bool) << endl;
	cout << "char의 크기 : " << sizeof(char) << endl;
	cout << "short의 크기 : " << sizeof(short) << endl;
	cout << "int의 크기 : " << sizeof(int) << endl;
	cout << "long의 크기 : " << sizeof(long) << endl;
	cout << "long long의 크기 : " << sizeof(long long) << endl;
	
	int attack = 10;
	cout << "변수를 이용해 크기 알아보기 : " << sizeof attack << endl;

	return 0;
}

('using namespace std;'를 사용함으로써 'std::cout , std::endl'이라고 표기할 필요가 없어졌다.)

자료형 그대로 알아보고 싶다면 'sizeof(자료형)'으로 적으면 되고 변수를 통해 알고 싶다면 'sizeof 변수명'으로 적으면 된다.

다음은 컴파일 결과이다.

두 번째 방법은 climits 헤더 파일을 이용하는 방법이다.
헤더 파일은 개발자가 이용하기 편하게 여러 데이터들을 미리 저장해놓은 특정 파일이라고 보면 된다. #include를 통해 포함시켜준다.

#include <iostream>
#include <climits>

using namespace std;

int main()
{
	cout << "char의 범위 : " << -CHAR_MAX << "~" << CHAR_MAX << endl;
	cout << "short의 범위 : " << -SHRT_MAX << "~" << SHRT_MAX << endl;
	cout << "int의 범위 : " << -INT_MAX << "~" << INT_MAX << endl;
	cout << "long의 범위 : " << -LONG_MAX << "~" << LONG_MAX << endl;
	cout << "long long의 범위 : " << -LLONG_MAX << "~" << LLONG_MAX << endl;
	
	return 0;
}

컴파일 결과

이렇게 데이터형의 크기와 범위를 알 수 있다.
데이터형은 앞에서 나온 것 이외에도 많으므로 다양하게 활용할 수 있다.

아까 변수를 정의하는 방법에 알아봤는데, 좀 더 정확하게 말하자면 선언 및 대입으로 나뉜다.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int attack;		// 선언
	attack = 10;	// 대입
	int defence = 20;	// 선언과 동시에 대입 = 초기화.
	int critical = attack + 2;	// 이런식으로도 가능.
	
	cout << "attack : " << attack << endl;
	cout << "defence : " << defence << endl;
	cout << "critical : " << critical << endl;

	return 0;
}

실행 결과

또한 c++식 초기화도 가능하다.

#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int attack = 10;	// c언어식 초기화.
	int defence(20);	// c++식 초기화.

	return 0;
}

앞의 자료형은 음수와 양수의 범위를 가지지만, 음수값이 필요 없을 때도 있다. ex)인구수. 자료형 앞에 unsigned를 붙이면 음수 범위가 없어지는 대신 양수의 범위가 늘어난다. 예를 들어 short의 범위는 -32768 ~ +32768이다. 하지만 unsigned short의 범위는 0 ~ +65535이다.

#include <iostream>
#include <climits>

using namespace std;

int main()
{
	cout << "unsigned char의 최대값 : " << UCHAR_MAX << endl;
	cout << "unsigned short의 최대값 : " << USHRT_MAX << endl;
	cout << "unsigned int의 최대값 : " << UINT_MAX << endl;
	cout << "unsigned long의 최대값 : " << ULONG_MAX << endl;
	cout << "unsigned long long의 최대값 : " << ULLONG_MAX << endl;
	
	return 0;
}

실행 결과.

최대값이 늘어남을 알 수 있다.

만약 최대값을 넘어가면 어떻게 될까?

#include <iostream>
#include <climits>

using namespace std;

int main()
{
	short test = SHRT_MAX;
	cout << "SHRT_MAX : " << test << endl;
	test = test + 1;
	cout << "SHRT_MAX + 1 : " << test << endl;

	unsigned short test2 = USHRT_MAX;
	cout << "USHRT_MAX : " << test2 << endl;
	test2 = test2 + 1;
	cout << "USHRT_MAX + 1 : " << test2 << endl;

	return 0;
}

실행 결과.

최대값을 벗어나려고 하면 다시 최소값이 되는 것을 알 수 있다. 이를 정수의 오버플로우 혹은 언더플로우라고 부른다. 다음 그림을 보면 쉽게 이해할 수 있다.

사진 출처

자료형 중 char형과 bool형은 조금 특별하다.
char형은 문자(character)를 저장할 수 있다.

	char a = 'a';
	cout << a << endl;

실행 결과.

bool형은 true냐 false냐를 가려내는 자료형이다.

	bool skillReady = true;
	bool portionReady = false;

	cout << skillReady << endl;
	cout << portionReady << endl;

	skillReady = skillReady + 100;	// bool 자료형은 무조건 0 or 1로 표현한다.
	cout << skillReady << endl;		// 바꿔 말하면 0만 false이고 이외의 숫자는 모두 true로 판단.

실행 결과.