Transcript 11장 포인터

쉽게 풀어쓴 C언어 Express
제13장 구조체
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이번 장에서 학습할 내용
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구조체
구조체와 포인터
공용체
열거형
typedef
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구조체는 서로 다른
데이터들을 하나로
묶는 중요한
도구입니다.
자료형의 분류
기본 자료형: char, int, float, double, …
자료형
파생 자료형: 배열, 구조체, 공용체, …
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구조체의 필요성
 학생 데이터를 하나로 묶어서 처리하려면?
int number;
char name[10];
double grade;
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구조체를 사
용하면 변수
들을 하나로
묶을 수 있
습니다.
구조체와 배열
 구조체(structure): 레코드(record)
같은 타입의 집합
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다른 타입의 집합
구조체 선언
태그(tag): 이름
 구조체 선언 형식
struct 태그 {
자료형 멤버1;
자료형 멤버2;
...
};
struct student {
int
number;
char
name[10];
double grade;
};
멤버(필드)
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구조체 선언의 예
// x, y값으로 이루어지는 화면의 좌표
struct point {
int x;
// x 좌표
int y;
// y 좌표
};
// 직사각형
struct rect {
int x, y;
int width, height;
};
// 복소수
struct complex {
double real;
double imag;
};
// 직원
struct employee {
char name[20];
int age;
int sex;
int salary;
};
// 실수부
// 허수부
// 날짜
struct date {
int month;
int day;
int year;
};
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//
//
//
//
이름
나이
성별
월급
구조체 변수 선언
 구조체 정의(선언)와 구조체 변수 선언은 다름
 구조체 정의: 사용자 정의 자료형 선언
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구조체의 초기화
 중괄호를 이용하여 초깃값 나열
struct student {
int number;
char name[10];
double grade;
};
struct student s1 = { 24, "Kim", 4.3 };
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구조체 멤버 참조
 구조체 멤버 참조 연산자:
struct student {
int number;
char name[10];
double grade;
};
struct student s1;
s1.number = 24;
strcpy(s1.name, "Kim");
s1.grade = 4.3;
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.
예제
#include <stdio.h>
#include <string.h>
struct student {
int number;
char name[10];
double grade;
};
int main(void) {
struct student s;
s.number = 20070001;
strcpy(s.name, "홍길동");
s.grade = 4.3;
printf("학번: %d\n", s.number);
printf("이름: %s\n", s.name);
printf(“학점: %f\n", s.grade);
}
return 0;
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학번: 20070001
이름: 홍길동
학점: 4.300000
예제
#include <stdio.h>
struct student {
int number;
char name[10];
double grade;
};
int main(void) {
struct student s;
printf("학번을 입력하시오: ");
scanf("%d", &s.number);
printf("이름을 입력하시오: ");
scanf("%s", s.name);
printf("학점을 입력하시오(실수): ");
scanf("%lf", &s.grade);
}
printf("학번: %d\n", s.number);
printf("이름: %s\n", s.name);
printf("학점: %f\n", s.grade);
return 0;
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학번을 입력하시오: 20070001
이름을 입력하시오: 홍길동
학점을 입력하시오(실수): 4.3
학번: 20070001
이름: 홍길동
학점: 4.300000
예제
#include <stdio.h>
#include <math.h>
struct point { int x, y; };
점의 좌표를 입력하시오(x y): 10 10
점의 좌표를 입력하시오(x y): 20 20
두 점 사이의 거리는 14.142136입니다.
int main(void) {
struct point p1, p2;
int xdiff, ydiff;
double dist;
p2 (x,y)
printf("점의 좌표를 입력하시오(x y): ");
scanf("%d %d", &p1.x, &p1.y);
printf("점의 좌표를 입력하시오(x y): ");
scanf("%d %d", &p2.x, &p2.y);
xdiff = p1.x - p2.x; ydiff = p1.y - p2.y;
dist = sqrt(xdiff * xdiff + ydiff * ydiff);
}
printf("두 점 사이의 거리는 %f입니다.\n", dist);
return 0;
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p1 (x,y)
구조체 중첩
struct date {
int month;
int day;
int year;
};
struct student {
int number;
char name[10];
struct date dob;
double grade;
};
struct student s1;
s1.dob.month = 3;
s1.dob.day = 29;
s1.dob.year = 1983;
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s1 number
name
dob month
day
year
// 구조체 안에 구조체 포함
grade
예제
#include <stdio.h>
struct point { int x, y; };
struct rect { struct point p1, p2; };
왼쪽 상단의 좌표를 입력하시오: 1 1
오른쪽 하단의 좌표를 입력하시오: 6 6
면적은 25이고 둘레는 20입니다.
int main(void) {
struct rect r;
int w, h, area, peri;
p1(x,y)
printf("왼쪽 상단의 좌표를 입력하시오: ");
scanf("%d %d", &r.p1.x, &r.p1.y);
printf("오른쪽 하단의 좌표를 입력하시오: ");
scanf("%d %d", &r.p2.x, &r.p2.y);
p2(x,y)
y
w = r.p2.x - r.p1.x; h = r.p2.y - r.p1.y;
area = w * h; peri = 2 * (w + h);
printf("면적은 %d이고 둘레는 %d입니다.\n", area, peri);
}
return 0;
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x
구조체 변수의 대입과 비교
 같은 타입의 구조체 변수끼리 대입은 가능하지만 비교는 불가능
struct point { int x, y; };
int main(void) {
struct point p1 = { 10, 20 };
struct point p2 = { 30, 40 };
p2 = p1;
// 대입 가능
if (p1 == p2) // 비교 불가능  컴파일 오류!!
printf("p1과 p2가 같습니다.");
if (p1.x == p2.x && p1.y == p2.y) // 올바른 비교
printf("p1과 p2가 같습니다.");
}
return 0;
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구조체 배열

구조체 배열의 선언
struct student {
int number;
char name[10];
double grade;
};
struct student list[3];
list[1].number = 24;
strcpy(list[1].name, "Kim");
list[1].grade = 4.3;

구조체 배열의 초기화
struct student list[3] = {
{ 25, "Mun", 3.92 },
{ 24, "Kim", 4.3 },
{ 23, "Tim", 2.9 }
};
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예제
#include <stdio.h>
학번을 입력하시오: 20070001
#define SIZE 3
이름을 입력하시오: 홍길동
학점을 입력하시오(실수): 4.3
struct student {
학번을 입력하시오: 20070002
int number;
이름을 입력하시오: 김유신
char name[20];
학점을 입력하시오(실수): 3.92
double grade;
학번을 입력하시오: 20070003
};
이름을 입력하시오: 이성계
int main(void) {
학점을 입력하시오(실수): 2.87
struct student list[SIZE];
학번: 20070001, 이름: 홍길동, 학점: 4.300000
학번: 20070002, 이름: 김유신, 학점: 3.920000
int i;
학번: 20070003, 이름: 이성계, 학점: 2.870000
for (i = 0; i < SIZE; i++) {
printf("학번을 입력하시오: ");
scanf("%d", &list[i].number);
printf("이름을 입력하시오: ");
scanf("%s", list[i].name);
printf("학점을 입력하시오(실수): ");
scanf("%lf", &list[i].grade);
}
for (i = 0; i < SIZE; i++)
printf("학번: %d, 이름: %s, 학점: %f\n", list[i].number, list[i].name, list[i].grade);
return 0;
}
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구조체를 가리키는 포인터
 구조체를 가리키는 포인터
struct student {
int number;
char name[10];
double grade;
};
struct student s = { 20070001, "홍길동", 4.3 };
struct student *p = &s;
printf("학번=%d ,이름=%s, 학점=%f \n", s.number, s.name, s.grade);
printf("학번=%d, 이름=%s, 학점=%f \n", (*p).number, (*p).name, (*p).grade);
int n = 3;
p ptr
struct s {
…
int *ptr;
…
} p;
p.ptr = &n;
*p.ptr = 4;
// *(p.ptr) = 4;  n = 4;
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n
34
-> 연산자
 -> : 포인터로 구조체 멤버를 참조할 때 사용
(*p).member  p->member
#include <stdio.h>
struct student {
int number;
char name[20];
double grade;
};
학번=20070001, 이름=홍길동, 학점=4.300000
학번=20070001, 이름=홍길동, 학점=4.300000
학번=20070001, 이름=홍길동, 학점=4.300000
int main(void) {
struct student s = { 20070001, "홍길동", 4.3 };
struct student *p = &s;
printf("학번=%d, 이름=%s, 학점=%f \n", s.number, s.name, s.grade);
printf("학번=%d, 이름=%s, 학점=%f \n", (*p).number, (*p).name, (*p).grade);
printf("학번=%d ,이름=%s, 학점=%f \n", p->number, p->name, p->grade);
}
return 0;
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포인터 멤버를 가지는 구조체
#include <stdio.h>
struct date { int month, day, year; };
struct student {
int number;
char name[20];
double grade;
struct date *dob;
};
s
number
name
grade
dob
학번: 20070001
이름: Kim
학점: 4.300000
생년월일: 1980년 3월 20일
int main(void) {
struct date d = { 3, 20, 1980 };
struct student s = { 20070001, "Kim", 4.3, &d }; // s.dob = &d;
printf("학번: %d\n", s.number);
printf("이름: %s\n", s.name);
printf("학점: %f\n", s.grade);
printf("생년월일: %d년 %d월 %d일\n", s.dob->year, s.dob->month, s.dob->day);
}
return 0;
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month
day
year
구조체와 함수
 구조체를 함수의 인자로 전달하는 경우
 복사본 전달
 구조체가 크면 시간과 메모리 측면에서 비효율적
int f(struct student s) { … }
 구조체의 포인터를 함수의 인자로 전달하는 경우
 시간과 메모리 절약 가능
 원본 훼손 가능
int f(struct student *p) { … }
 읽기만 하고 변경하지 않는 경우: const 선언
int f(const struct student *p) { … }
포인터를 통한 구조체 변경 방지
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구조체 인자와 구조체 반환
#include <stdio.h>
struct vector { float x, y; };
a+b
b
struct vector get_vector_sum(struct vector a, struct vector b);
a
int main(void) {
struct vector a = { 2.0F, 3.0F }, b = { 5.0F, 6.0F }, sum;
sum = get_vector_sum(a, b);
printf("벡터의 합은 (%f, %f)입니다.\n", sum.x, sum.y);
return 0;
}
struct vector get_vector_sum(struct vector a, struct vector b) {
struct vector result;
result.x = a.x + b.x;
벡터의 합은 (7.000000, 9.000000)입니다.
result.y = a.y + b.y;
return result;
}
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구조체 포인터 인자
#include <stdio.h>
struct vector { float x, y; };
void vector_input(struct vector *p);
void vector_output(const struct vector *p);
int main(void) {
struct vector v;
vector_input(&v);
vector_output(&v);
return 0;
}
벡터 입력: 1.2 3.4
(1.2, 3.4)
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void vector_input(struct vector *p) {
printf("벡터 입력: ");
scanf("%f %f", &p->x, &p->y);
}
void vector_output(const struct vector *p) {
printf("(%g, %g)", p->x, p->y);
}
구조체 포인터 반환
#include <stdio.h>
struct vector { float x, y; };
struct vector *vector_input(struct vector *p);
void vector_output(const struct vector *p);
int main(void) {
struct vector v;
vector_output(vector_input(&v));
return 0;
}
벡터 입력: 1.2 3.4
(1.2, 3.4)
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struct vector *vector_input(struct vector *p) {
printf("벡터 입력: ");
scanf("%f %f", &p->x, &p->y);
return p;
}
void vector_output(const struct vector *p) {
printf("(%g, %g)", p->x, p->y);
}
인자 전달: 배열과 구조체
 배열 인자: 포인터로 전달(원본 전달)
 구조체: 복사본 전달
void f(int ary[ ]) { ++ary[0]; }
// void f(int *ary) { ++*(ary + 0); }
…
int a[3] = { 10, 20, 30 };
f(a);
// a[0]: 11
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struct s_array { int a[3]; };
void f(struct s_array sa) { ++sa.a[0]; }
…
struct s_array s = { { 10, 20, 30 } };
f(s);
// s.a[0]: 10
공용체
 공용체(union)
 같은 메모리 영역을 멤버들이 공유
 공용체 선언 및 사용 방법은 구조체와 유사
union example {
char c;
int i;
};

// 메모리 공유
// 메모리 공유
공용체는 첫째 멤버로만 초기화 가능
union u_tag { float v; char *s; };
union u_tag u = 3.4F;
// O
union u_tag u = "name";
// X
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예제
#include <stdio.h>
union example {
char c;
int i;
};
v
c
i
int main(void) {
union example v;
v.c = 'A';
printf("v.c = %c\n", v.c);
v.i = 10000;
printf("v.i = %d\n", v.i);
}
return 0;
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v.c = A
v.i = 10000
A
10000
IP 주소 예제
#include <stdio.h>
union ip_address {
unsigned char saddr[4];
unsigned int iaddr;
};
int main(void) {
union ip_address addr =
{ 0x7F, 0x00, 0x00, 0x01 };
printf("%08X\n", addr.iaddr);
return 0;
}
0100007F
(little endian)
7F000001
(big endian)
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addr
saddr
7F
iaddr
00
00
01
01 00 00 7F
(little endian)
addr
saddr
iaddr
7F
00
00
7F 00 00 01
(big endian)
01
공용체 활용 예제
#include <stdio.h>
// variable types
#define INT
1
#define REAL 2
#define STR
3
struct s_var {
// variable structure
char *name;
int type;
union {
// value
int ival;
double rval;
char *sval;
} u;
};
void out_var(const struct s_var *p);
int main() {
struct s_var v;
v.name = "n"; v.type = INT;
v.u.ival = 1; out_var(&v);
v.name = "r"; v.type = REAL;
v.u.rval = 3.4; out_var(&v);
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v.name = "s"; v.type = STR;
v.u.sval = "C Language"; out_var(&v);
}
return 0;
void out_var(const struct s_var *p) {
printf("%s: ", p->name);
switch (p->type) {
case INT:
printf("INT, %d\n", p->u.ival); break;
case REAL:
printf("REAL, %g\n", p->u.rval); break;
case STR:
printf("STR, %s\n", p->u.sval); break;
default:
printf("unknown type\n"); break;
}
}
n: INT, 1
r: REAL, 3.4
s: STR, C Language
구조체와 공용체의 크기
 정렬 제한 조건(alignment constraint)
자료형
short(2B)
int(4B)
float(4B)
double(8B)
메모리 위치
2의 배수
4의 배수
4의 배수
4/8의 배수
// anonymous structure
struct { char c; int n; } s;
sizeof s : 8
c
n
struct { char a; char b; int n; } s;
sizeof s : 8
a b
n
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union { char c; int n; } u;
sizeof u : 4
c
n
struct { char a; int n; char b; } s;
sizeof s : 12
a
n
b
열거형
 열거형(enumeration type): 정수형 상수 심볼 정의
enum days { SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT };
//
0,
1,
2,
3,
4,
5,
6
태그 이름
정수형 상수 심볼
열거형 변수
enum days today;
today = SUN;
printf("%d\n", MON);
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// today = 0;
// 1
#define SUN 0
#define MON 1
…
#define SAT 6
열거형
 기호 상수(symbolic constant) 정의
 literal을 사용하는 것보다 가독성이 좋고 수정이 용이
 #define보다 편리하고 오류 가능성이 적음
 자동으로 연속된 값 설정 가능
 블록 구조 적용
 단점: 정수형 상수만 정의 가능
 #define PI 3.14
 #define UNIV "SKHU"
 enum { PI = 3.14 };
 enum { UNIV = "SKHU" };
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//
//
//
//
O
O
X
X
#define INT 1
#define REAL 2
#define STR 3
// anonymous enum
enum { INT = 1, REAL, STR };
//
1,
2,
3
열거형
literal
#define
열거형
switch (code) {
case 1:
printf("LCD TV\n");
break;
case 2:
printf("PDP TV\n");
break;
}
#define LCD 1
#define PDP 2
기억하기 어렵고,
가독성이 나쁘며,
수정이 어려움
실수 가능성이 있고,
블록 구조가 적용되지 않음
실수 가능성이 적고,
블록 구조가 적용됨
#define LCD 1
#define PDP 1
정수형만 가능
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switch (code) {
case LCD:
printf("LCD TV\n");
break;
case PDP:
printf("PDP TV\n");
break;
}
enum { LCD, PDP };
switch (code) {
case LCD:
printf("LCD TV\n");
break;
case PDP:
printf("PDP TV\n");
break;
}
열거형 초기화
enum { E0, E1 = 3, E2 };
// E0 = 0, E1 = 3, E2 = 4
enum { C1 = 'A', C2, C3 };
// C1 = 'A', C2 = 'B', C3 = 'C'
enum Colors { Red = 0xFF << 16, Green = 0xFF << 8, Blue = 0xFF };
enum Boolean { FALSE, TRUE };
enum levels { low = 1, medium, high };
enum CarTypes { sedan, suv, sports_car, van, pickup, convertible };
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예제
#include <stdio.h>
enum days { SUN, MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT };
char *days_name[ ] = {
"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday",
"Thursday", "Friday", "Saturday"
};
int main(void) {
enum days d = WED;
printf("%d번째 요일은 %s입니다\n", d, days_name[d]);
}
return 0;
3번째 요일은 Wednesday입니다
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typedef
 typedef: 기존 자료형에 새로운 타입 이름 부여
typedef
old_type
new_type;
typedef unsiged char BYTE;
BYTE index;
// unsigned char index;
typedef int INT32;
typedef unsigned int UINT32;
INT32 i;
// int i;
UINT32 k;
// unsigned int k;
struct point { int x, y; };
typedef struct point POINT;
POINT a, b;
// struct point a, b;
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typedef struct { int x, y; } POINT;
POINT a, b;
// struct { int x, y; } a, b;
예제
#include <stdio.h>
typedef struct { int x, y; } POINT;
새로운 점의 좌표는 (12, 13)입니다.
POINT move(POINT p, POINT delta);
int main(void) {
POINT p = { 2, 3 }, delta = { 10, 10 }, result;
result = move(p, delta);
printf("새로운 점의 좌표는 (%d, %d)입니다.\n", result.x, result.y);
}
return 0;
POINT move(POINT p, POINT delta) {
POINT new_p = { p.x + delta.x, p.y + delta.y };
return new_p;
}
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typedef

이식성(portability) 향상
 기계 독립적인 코드 작성 가능
 typedef unsigned long size_t;
// int: 2B, long: 4B 인 경우
typedef long INT32; // 4B 정수형

// int: 4B, long: 8B 인 경우
typedef int INT32; // 4B 정수형
#define은 블록 구조가 적용되지 않고, 타입 정의 기능이 제한적임
#define INT32 int
INT32 n;
// int n;
#define String char *
String s1, s2; // char * s1, s2;
// s1: char *, s2: char

typedef char *String;
String s1, s2; // char *s1, *s2;
// s1: char *, s2: char *
문서화 기능
 별도의 주석 없이도 자체적으로 설명력이 있음  가독성 향상
typedef int Height;
Height h1, h2;
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typedef int Weight;
Weight w1, w2;
예제
#include <stdio.h>
typedef struct {
int number;
char name[20];
double grade;
} Student;
Student LIST[ ] = {
{ 20120001, "홍길동", 4.2 },
{ 20120002, "김철수", 3.2 },
{ 20120003, "김영희", 3.9 }
};
int main(void) {
Student *best = LIST;
Student *p = LIST + 1;
Student *end = LIST + (sizeof LIST / sizeof LIST[0]);
for ( ; p < end; p++)
if (p->grade > best->grade)
best = p;
printf("수석: %s, %d, %g\n",
best->name, best->number, best->grade);
}
return 0;
수석: 홍길동, 20120001, 4.2
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