혼자 공부하는 C언어 (1)

Erdos·2024년 10월 1일

C 책감상

감상

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책 한 권을 제대로 읽어보지 않았다는 게 가끔은 기초가 너무 부족하다는 느낌을 줄 때가 있다.
몰라도 되지만, 가끔은 버벅거리거나 설명이 안되는 그런 부분을 채우기 위해 시작!

chapter2 상수와 데이터 출력

2-1 C 프로그램의 구조와 데이터 출력 방법

2-2 상수와 데이터 표현 방법

정수 상수 표현법

진법별 수 표현 방법

프로그래밍 언어에서는 밑수를 표기할 수 없다
그래서, 8진수는 숫자 앞에 0, 16진수는 0x를 붙여 구분한다.

10진수를 8진수나 16진수로 출력하려면

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("%o\n", 12); // 8진수
    printf("%x\n", 12); // 16진수 대문자
    printf("%X\n", 12); // 16진수 소문자
    return (0);
}

실수 상수 표현법

정규화(normalization) 표기법: 소수점 앞에 0이 아닌 유효 숫자 한 자리를 사용해 지수 형태로 바꾼 것

문자와 문자열 상수 표현법

상수가 컴파일된 후의 비트 형태

정수 상수와 실수 상수의 컴파일

컴퓨터에게 10과 10.0은 다르다. 정수는 가장 빠르고 정확하게 연산될 수 있는 형태이므로, 가능하다면 정수 상수를 사용하는 게 좋다.

문자 상수의 컴파일

정수 상수가 컴파일된 후의 비트 형태

음수의 변환

1) 절댓값 변환 ex) -10 → 10
2) 2진수로 변환

00000000 00000000 00000000 00001010

3) 0과 1을 바꿈(1의 보수)

11111111 11111111 11111111 11110101

4) 1을 더함

11111111 11111111 11111111 11110110

🐱 실수 상수 오차(p77) -> 설명이 좀 아쉬운데..

오차가 발생하는 이유: 소수 부분을 나타내는 비트가 정확한 값을 표현할 수 없기 때문
double형의 경우 15자리 유효 숫자를 사용할 수 있는데, 이 범위에서 사용하는 것이 바람직하다.

chapter3 변수와 데이터 입력

3-1 변수

“변수”를 선언할 시 메모리에 저장 공간을 확보하며 대입연산자(=)로 변수값을 초기화 하거나 저장할 수 있다. 초기화 하지 않은 변수에는 쓰레기값(garbage value)이 들어 있으므로 반드시 초기화 해주어야 한다.

정수 자료형

어떤 자료형을 사용해야 하는지 고민된다.

특별한 경우가 아니면 정수형을 표현할 때는 int를 사용한다
long형은 큰 값을 저장할 때 사용한다.

실수 자료형

🐱 IEEE754 표준의 개념과 오차 발생 이유

float: 유효 숫자 7자리 범위 내
double: 유효 숫자 15자리 범위 내

정수형을 기본으로 사용하고 꼭 필요한 경우에만 실수형을 사용한다.

실수형은 유효 숫자가 많은 double형을 기본으로 사용한다.

const를 사용한 변수

변수를 선언할 때 그 앞에 const를 붙이면 초기화된 값을 바꿀 수 없다.

표로 정리하는 핵심 포인트

3-2 데이터 입력

🐱 p107) scanf, gets, strcpy 등 메모리 침범 문제를 일으키는 함수를 사용할 때마다 #define선언이 소스 코드에 포함되어 있어야 한다.

Chapter4 연산자

4-1 산술 연산자, 관계 연산자, 논리 연산자

증감 연산자

void *ft_memcpy(void *dest, const void *src, size_t n) 
{
    unsigned char *d;
    const unsigned char *s;
    unsigned char *origin;
	
	d = dest;
	s = src;
	origin = d;

    while (n--) 
        *d++ = *s++; // 이런 게 증감연산자
    return origin;
}

주의할 점

(++a) + a (++a)

하나의 수식에 같은 변수를 두 번 이상 사용할 때, 그 변수에는 증감 연산자를 사용하면 안 된다.

논리 연산자

&&(AND): 2개의 피연산자가 모두 참일 때만 결과가 참
||(OR): 둘 중에 하나라도 참이면 참
!(NOT)
short circuit rule
- 좌항만으로 &&와 || 연산 결과를 판별하는 기능
- 불필요한 연산을 줄여 실행 속도를 높일 수는 있으나(int)Fnum + num 예상 외의 결과가 나올 수 있으니 주의가 필요하다.

좀 더 알아보기

연산식은 컴퓨터 내부에서 어떻게 처리될까요?

(1,2 로드) 연산을 하기 위해서 a와 b의 값을 CPU 저장 공간인 레지스터에 복사해야 한다.
(3 연산) 데이터가 레지스터에 저장되면 연산장치인 ALU에 의해 덧셈 연산이 수행되고 그 결과값은 일단 레지스터에 저장
(4 스토어) 대입 연산을 수행하면 메모리 공간인 sum에 복사되어 수식의 모든 과정이 완료

컴퓨터 구조에서 활용할 내용 있는지 체크 + 추가

CPU의 메모리와 우리가 알고 있는 메모리(RAM)은 어떻게 다른가요?

CPU의 메모리 = 레지스터:
- 연산할 데이터와 연산 후의 결과를 임시 저장
- 보통 CPU의 클럭과 1:1 동기화 되어 있어서 RAM보다 엄청 빠르다
- 연산 결과를 메모리로 옮겨 놓지 않으면 그 값은 사라진다.

4-2 그 외 유용한 연산자

형 변환 연산자

(자료형)피연산자

형 변환 연산자는 일시적으로 피연산자의 값을 원하는 형태로 바꾼다.
연산 후 메모리에 남아 있는 피연산자의 형태나 값은 변하지 않음

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 20, b = 3;
    double res;
    
    res = ((double)a) / ((double)b); 
    // a,b를 double형으로 선언하면 편할 것 같지만, 저장 공간이 크고
    // 연산 속도가 느리며 무엇보다 오차가 발생하므로 기본적으로 
    // int형을 기본으로 사용하는 것이 좋다.
    printf(" a = %d, b = %d\n", a, b);
    printf("a / b의 결과 : %.1lf\n", res);
    margin-right:10px;" />
    a = (int)res;
    printf("(int) %.1lf의 결과 : %d\n", res, a);
    return (0);
}

자동 형 변환

형 변환의 기본 규칙: 데이터 크기가 작은 값이 크기가 큰 값으로 바뀐다.
주의) 예상치 못한 값의 변형이 생길 수 있으니 가능하면 피연산자의 형태를 같게 맞춰 사용하는 편이 좋다.

아래 내용은 C언어 기초: 암시적 형변환과 명시적 형변환을 참고해서 작성했음.

1. 암시적 형변환(Implicit Type Conversion): 다른 자료형 간의 정보를 저장할 때 컴퓨터가 알아서 자료형에 맞게 내용물을 바꿔서 저장해주는 것. 대놓고 말하지 않아도 저렇게 쓰면 니가 알아서 바꿔. 데이터 손실 가능성이나 오류 없이 변환이 가능한 경우에만 이뤄짐. (자동 형 변환)

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int num;
    float Fnum = 123.987;
    
    num = Fnum;
    printf("%d\n", num); // num에 정수만 들어갔다!
    Fnum = num;
    printf("%f\n", Fnum);
    
    printf("%f\n", Fnum + num); // 123.000000 + 123 = 246.000000
    printf("%d\n", Fnum + num); // 오잉??
}

암시적 형변환의 특징은 서로 다른 자료형 간의 연산이 생겼을 때, 결과값을 저장할 자료형을 지정해주지 않으면 무조건 우선 순위가 더 높은 자료형으로 저장된다는 것이다. 그렇기 때문에, 컴퓨터는 int+float연산의 결과값을 float로 저장했다. 그런데, float보다 우선 순위가 낮은 int형으로 연산 결과값을 표현하려니, 데이터 손실이 일어나 다 날아가 버리고 0으로 출력!

	printf("%d\n", Fnum + num); **암시적 형변환**// 246이 나올 줄 알았는데 0이 나왔다.

컴퓨터가 기준으로 삼는 자료형의 우선순위

char < int < long int < unsigned int < float < double

2. 명시적 형변환(Explicit Type Conversion): 변수의 타입을 강제적으로 프로그래머가 변환하는 방법(casting). 데이터 손실이 발생할 가능성 있음

(변환하고자 하는 타입)변수명
아래에서는 (int)Fnum + num 이 부분

#include<stdio.h>

void main()
{
	int num;
	float Fnum = 123.953;

	num = Fnum;
	printf("%d\n", num);
	Fnum = num;
	printf("%f\n", Fnum);

	printf("%f\n", Fnum + num);
	printf("%d\n", (int)Fnum + num);
}

마지막 결과값에 대해 자료형을 확실하게 알려줌. 그러니 결과값이 246

sizeof 연산자

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a = 10;
    double b = 3.4;
    
    printf("int형 변수의 크기: %d\n", sizeof(a));
    printf("double형 변수의 크기: %d\n", sizeof(b));
    printf("정수형 상수의 크기: %d\n", sizeof(10));
    printf("수식의 결괏값의 크기: %d\n", sizeof(1.5 +3.4));
    printf("char 자료형의 크기: %d\n", sizeof(char));
    return 0;
}