[C] - 프로그램 구성(Program Organization)

Chris Kim·2024년 9월 25일

프로그래밍언어

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1. 지역변수(Local Variables)

어떤 변수가 함수 내에서 선언되는 경우, 그 변수는 지역변수라고 불린다. 지역변수는 기본적으로 다음과 같은 특징을 가진다.
첫 번쨰는 자동저장기간(auto storage duration)이다. 변수는 저장되어 존재하는 동안, 프로그램의 한 부분이다. 지역변수는 함수가 실행 될 때, 자동적으로 저장공간이 할당되고, 함수가 종료될 때, 자동적으로 할당이 사라진다. 즉 함수가 다시 호출되었을 때, 해당 변수는 이전에 가지고 있던 값을 더이상 가지고 있지 않는다.
두 번째는 블록 스코프(Block scope) 다. 변수의 스코프는 변수가 참조될 수 있는 프로그램 텍스트 내의 부분을 의미한다. 지역변수는 블록 스코프를 가진다. 그렇기때문에, 지역변수는 함수 바깥에서 참조될 수 없다.
C99에서는 변수가 함수의 시작부분에서 선언될 것을 요구하지 않는다. 즉 만약 함수 후단에서 변수가 선언된다면, 그만큼 변수는 좀은 스코프를 가지게 되는 것이다.

스태틱 지역변수(Static Local Variables)

지역변수는 자동저장기간을 가지고 있으나 static을 변수 자료형 앞에 붙여서 사용하면, 저장 기간을 항구적으로 만들 수 있다. 즉 함수가 종료되더라도 메모리에 해당 변수의 값이 계속 존재하는 것이다.
물론 지역변수는 블록스코프를 가지고 있기 때문에 함수 바깥에서 참조할 수는 없다. 하지만 훗날 다시 같은 함수가 호출 될 때 사용될 수 있다.

2. 전역변수(External Variables)

입력변수를 전달하는 것은 함수에게 정보를 전달하는 방법 중 하나다. 그 밖에도 함수는 전역변수를 통해 정보를 주고받을 수 있다. 이 전역변수는 함수 바깥에서 선언되며, 다음과 같은 특징을 가진다.
첫 번째, 정적저장기간(static storage duration). 이는 지역변수에 static이 사용된 것과 같은 효과를 가진다.
두 번째, 파일 스코프(File scope) 전역변수는 파일 스코프를 가진다. 즉 전역변수는 프로그램 내 어디서든 참조가 가능하다.

전역변수의 장단점.

만약 프로그램 유지보수 중에 전역변수를 변경한다면, 우리는 이로인한 효과가 프로그램 내의 함수에 어떤 영향을 미치는지 전부 확인해야한다.
만약 전역변수에 잘못된 값을 저장하는 경우, 오류를 발생시키는 혹은 귀책사유에 소재가 되는 함수를 찾기 매우 힘들어진다.
전역변수에 의존하는 함수는 다른 프로그램에서 재활용하기 힘들다.

거의 단점만 이야기한 것 같은데, 그만큼 전역변수 사용은 조심해야한다. 전역변수의 선언은, 코드를 읽는 사람으로 하여금 특정한 목적을 가지고 있다고 오해하게 만들 수 있다.(그러려는 목적이 작성자에게 없었음에도 불구하고!). 따라서 전역변수의 작명을 할 때에는, 의미있는 이름을 가지도록 해야한다. 그러니까 전역변수에 i나 temp같은거 쓰지 말라고. 다음은 전역변수로 인해 버그가 발생하는 코드다.

int i;

void print_one_row(void)
{
for (i = 1; i <= 10; i++) 
	printf ("*") ;
}

void print_all_rows(void)
{
	for (i = 1; i <= 10; i++) { 
    	print_one_row(); printf("\n");
		}
}

3. 블록(Blocks)

우리는 이미 앞서서 {}을 활용한 복합구문, 즉 블록을 살펴봤다. 기본적으로 이 블록 안에서 선언되는 함수는 자동저장기간을 가지며, 블록 바깥에서 참조될 수 없다. 즉 함수 내부는 블록이다. 이렇게 블록 내에서 변수를 선언하는데에는 두 가지 이점이 있다. 1: 잠깐 이용할 변수를 번복적으로 선언하는 것을 방지해준다. 2: 식별자, 즉 이름 충돌을 방지해준다.

4. 스코프(Scope)

같은 식별자라고 하더라도, 여러가지의 의미를 가질 수 있다. C언어의 스코프 룰은 식별자가 나타나는 위치에 따라 다른 값을 가질 수 있게 만든다. 이렇게 코드를 짜면 안되겠지만 극한의 예시를 보여주겠다.

int i;

void f(int i)
{
	i = 1;
}

void g(void)
{
	int i = 2;
    
    if(i > 0) {
    	int i;
        i = 3;
    }
    
    i = 4;
}

void h(void)
{
	i = 5;
}