[C/C++] 2. 타입과 연산자(Type & Operator)

타입(Type)

다음은 C/C++에서 지원하는 기본 데이터 타입(Data Type)이다.

• char
• boolean
• short
• int
• long
• float
• double
• pointer

기본 데이터 타입은 프로그램에서 변수를 선언할 때 얼마만큼 메모리 공간에 할당해야 하는지 명시적으로 선언해주어야 하는 역할이다. PHP, 파이썬과 같은 자동 타입 언어의 경우는 변수를 선언할 때 타입을 지정하지 않지만, 이는 타입이 없는 것이 아니라 언어차원에서 자동으로 지정해주는 것이다.

 

Basic C Data Type (출처: https://medium.com/@eitworld/c-data-type-5ab5a0773f17)

위 표는 C언어에서 지원하는 데이터 타입과 크기, 그리고 타입별로 나타낼 수 있는 최대값을 나타낸다.

 

만약 나타낼 수 있는 최소/최대값의 범위를 벗어난 데이터를 저장하면, 오버플로우가 발생하여 의도치 않은 결과를 갖게 된다.

 

unsigned가 붙은 타입은 음수를 허용하지 않으므로 양수 범위에 한해서 unsiged가 붙지 않은 같은 타입보다 2배 더 표현할 수 있다.

 

char는 8bit(1바이트)의 크기로 C에서는 보통 문자열을 표기할 때 쓰인다. 문자열이 아닌 숫자를 저장해도 문제 없다. 문자 표현방식이 유니코드가 아닌 멀티바이트 형식의 경우, 1글자당 1바이트의 크기를 차지하기 때문에 char타입을 array로 선언하여 원하는 문자열로 저장한다.

 

boolean는 정수형태의 1바이트 크기만큼 저장할 수 있다.(bool이라고 선언하며, 대부분 참/거짓을 나타내는 true, false로 나타낸다)

 

short는 정수형태의 2바이트 크기만큼 저장할 수 있다.

 

int는 정수형태의 4바이트 크기만큼 저장할 수 있다.

 

long은 정수형태의 8바이트 크기만큼 저장할 수 있다.(32비트 운영체제에서는 4바이트만큼 저장할 수 있다.)

 

float은 실수형태의 4바이트 크기만큼 저장할 수 있다.

 

double은 실수형태의 8바이트 크기만큼 저장할 수 있다.

 

pointer변수(선언시 *가 붙은 변수)는 8바이트 크기만큼 저장할 수 있다.(32비트 운영체제에서는 4바이트만큼 저장할 수 있다.)

 

 

연산자(Operator)

연산자의 종류는 다음과 같다.

• 산술연산자
• 비교연산자
• 논리연산자
• 대입연산자
• 비트연산자
• 증감연산자

산술연산자

산술연산자는 +, -, *, /, %와 같이 덧셈/뺄셈/곱셈/나눗셈/나머지 계산과 같은 산술적인 표현을 나타낸다. 연산자를 기준으로 우측의 피연산자를 좌측의 피연산자에 적용한다.

int var = 0;
int foo = var + 4;

변수 foo에는 0+4의 결과인 4가 들어있다.

 

int var = 15;
int foo = var % 4;

변수 foo에는 15의 값을 가진 변수 var를 4로 나눈 나머지를 저장하기 때문에 3이 저장된다.

 

비교연산자

비교연산자는 ==, !=, <, <=, >, >=와 같이 같거나 대소비교를 나타낸다. 비교연산자의 결과는 true or false이다.

bool var1 = 3 == 4;
bool var2 = 5 == 5;
bool var3 = 3 < 6;
bool var4 = 2 >= 10;

var1부터 결과는 0, 1, 1, 0이 될 것이다. C에서 boolean을 나타낼 때, 거짓(false)은 0이며, 0이 아닌 값들은 참(true)으로 간주된다. (true가 1일 수도 있고 0과 1이 아닌 다른 수 일수도 있음을 유의하자)

 

!= 연산자는 같지 않음을 나타내기 때문에 3 != 4의 결과는 true이다.

 

논리연산자

논리연산자는 ||, &&, ! 이며 AND, OR, NOT과 같이 논리식을 판단하는 연산자다. 

 

&&는 피연산자 모두 true이면 true를 반환, 나머지는 false 반환(AND)

||는 피연산자 중 하나라도 true이면 true 반환, 모두 false일 때 false 반환 (OR)

!는 피연산자가 true이면 false를 반환, false이면 true를 반환 (NOT)

 

bool var1 = 3 == 4;
bool var2 = 5 == 5;
bool var3 = 3 < 6;
bool var4 = 2 >= 10;

bool foo1 = var1 && var2;
bool foo2 = var2 && var3;
bool foo3 = var1 || var2;
bool foo4 = var1 || var4;
bool foo5 = !var1;

foo1부터 결과는 0, 1, 1, 0, 1이다.

 

 

대입연산자

대입연산자는 =, +=, -=, *=, /=, %= 이고, 대입연산자를 기준으로 우측의 피연산자를 왼쪽의 피연산자에 대입하는 역할을 한다.

 

a = 5;
a += 2    // a = a + 2과 같다
a -= 2	  // a = a - 2과 같다
a *= 2	  // a = a * 2과 같다
a /= 2	  // a = a / 2과 같다
a %= 2	  // a = a % 2과 같다

 

여기서 a = 5는 a라는 이름의 변수 공간에 5라는 값을 대입하라는 명령이다.

a += 2는 a = a + 2의 함축형이며, 산술과 대입을 동시에 진행한다.

 

비트연산자

비트연산자는 &, |, ^, ~ 이며, 비트를 기준으로 논리연산을 진행한다. 변수가 나타내는 사이즈만큼 비트크기가 있고 비트 하나씩 연산이 가능하다는 의미이다.(int이면 4바이트이므로 32비트이고, 32개의 비트를 각각 연산에 활용할 수 있다.)

 

&는 피연산자 비트 모두 1이면 1을 반환, 나머지는 0 반환(AND)

|는 피연산자 비트 중 하나라도 1이면 1 반환, 모두 0일 때 0 반환 (OR)

^는 피연산자 비트가 서로 다르면 1 반환, 같으면 0반환(XOR)

~는 피연산자 비트를 반전시킴(1이면 0으로, 0이면 1으로)(NOT)

 

bit 연산의 종류와 예(출처: https://techvidvan.com/tutorials/python-bitwise-operators/)

비트연산을 확인하려면 정수로 표현된 피연산자를 2진수로 변환하고 각 자리수의 비트끼리 연산한 후 다시 10진수로 변환하면 된다.

 

 

비트단위 연산(출처: http://www.serve.net/buz/Notes.1st.year/HTML/C1/bits.005.html)

 

 

삼항연산자

int var = 3;
int foo = var == 3 ? 15 : 0;

삼항연산자는 조건식 ? A : B 로 나타내며, 조건식이 true이면 A를 반환, false이면 B를 반환한다.

 

 

연산자 우선순위

연산자 우선순위는 위와 같으며, 따로 외울 필요도 기억할 필요도 없다. 사용하다보면 저절로 알게 될 것이다.

 

증감연산자

int var = 3;
var++;

int var = 3;
var--;

증감 연산자는 대입연산자의 산술과 대입하는 +=, -=, *=, /=와 비슷하다. 증감연산자에는 ++과 --이 전부이다. ++이 표현하는 것은 값을 1씩 증가하는 것이고 반대로 --가 표현하는 것은 값을 1씩 감소하는 것이다. 

 

다만 ++이 변수 앞에도 붙을 수 있고 뒤에도 붙을 수 있다. 앞에 붙으면 전위, 뒤에 붙으면 후위라는 이름이 붙는다.(대략 전위 연산, 후위 연산)

 

int var = 1;
int foo = var++;

int var = 1;
int foo = ++var;

위 두 예제에서는 전위 연산과 후위 연산의 차이를 보여준다.

첫 번째 예제에서 foo는 1이고 두 번째 예제에서 foo는 2가 대입된다. 이유는 살펴보면, 후위 연산(var++)의 경우 foo에 var의 값을 대입한 이후에 var를 증가시킨다. 반면에 전위 연산(++var)에서는 ++var가 먼저 실행된 후 foo에 대입하기 때문에 foo에는 2가 대입된다.

 

 

전위, 후위에 따라서 결과가 다를 수 있으니 상황에 따라서 적절하게 판단하여 사용하자.