[C] Study: 변수와 자료형 - (3) 정수형

 

 

 

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[3] 정수형

 

• 정수형은 가장 기본적인 자료형으로 정수를 저장할 수 있다.

 

• 정수형에는 다음과 같은 자료형이 있다.

 

 

• 정수형 변수는 -∞에서 +∞까지 표현하지 못함

 

• 비트의 개수 때문에 표현하는 수의 범위에 제한이 있다.

 

• short형: 16비트로 정수 저장

 

• int, long형: 32비트

 

• long long형: 64비트

 

참고: 비트와 바이트

컴퓨터에서 사용하는 정보의 최소단위를 비트(bit0라고 한다. 컴퓨터에서는 이진수를 사용하고 비트는 이진수의 하나의 자릿수가 되어 0이거나 1일 수 있다. 8개의 비트가 모인 것이 바이트(byte)이다. 비트는 전자 스위치로 아주 간단하게 구현할 수 있다. 전기가 흐르면 1(on)이라고 생각하고 전기가 흐르지 않으면 0(off)으로 생각하면 되는 것이다.

 

참고

현재 자기가 사용하는 자료형이 나타낼 수 있는 범위가 얼마인지를 알고 싶으면 limits.h 헤더 파일을 참고하면 된다. 여기에는 정수형들의 최댓값과 최솟값을 기호 상수로 정의해 놓았다. 예를 들어서 int형의 최댓값은 INT_MAX로, 최솟값은 INT_MIN으로 알 수 있다.

 

Q 그렇다면 다양한 정수 타입 중에서 어떤 정수 타입을 사용하여야 하는가?

A 만약 상당히 큰 값(32,767이상 또는 -32,767이하)들을 필요로 한다면 long형을 사용하는 것이 좋다. 만약 기억 공간을 줄여야 한다면 short형을 사용하는 편이 유리하다. 일반적인 경우에는 int형을 사용한다. 만약 음수를 사용하지 않는다면 unsigned형을 사용하는 편이 좋다.

 

 

 

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unsigned 수식자

• unsigned는 변수가 음수가 아닌 값만을 나타낸다는 것을 의미

 

• 음수가 제외되면 같은 비트로 더 넓은 범위의 양수를 나타낼 수 있다는 장점이 있다.

 

• 예를 들어

short	-32768 ~ +32767
unsigned short	0 ~ 65535

 

unsigned를 붙이면 양수만 표현할 수 있다.

 

• 몇 가지의 예를 아래에 보였다.

 

unsigned int speed; // 부호 없는 int형 변수 speed
unsigned speed;     // 이렇게 해도 된다.

 

참고

unsigned라고만 쓰면 unsigned int형을 의미한다. 또한 short형은 short int라고 쓸 수도 있다. 마찬가지로 long형은 long int 라고 쓸 수도 있다.

 

 

 

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오버플로우

 

• 정수형 변수를 이용하여 산술 연산을 하는 경우, 산술 연산의 결과가 정수형이 나타낼 수 있는 범위를 넘어갈 수도 있다.

 

• 오버플로우(overflow): 변수가 나타낼 수 있는 범위를 넘는 숫자를 저장하려고 할 때 발생한다.

 

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
int main(void)
{
    short s_money = SHRT_MAX;// 최대값으로 초기화한다.
    unsigned short u_money = USHRT_MAX; // 최대값으로 초기화한다.
 
    printf("s_money = %d\n", s_money);
    printf("u_money = %d\n", u_money);
 
    s_money = s_money + 1;
    printf("s_money = %d\n", s_money);
    u_money = u_money + 1;
    printf("u_money = %d\n", u_money);
 
    return 0;
}

 

 

 

• 변수의 값이 변수가 저장할 수 있는 한계를 벗어나면 자동차의 주행 거리계처럼 다시 처음으로 돌아가서 시작한다.

• 정수형에서 오버플로우가 발생하더라도 컴파일러는 아무런 경고를 하지 않는다. 따라서 프로그래머가 정수형을 사용할 때는 오버플로우가 일어나지 않도록 주의하여야 한다.

 

 

 

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입출력 형식 지정자

 

printf() 함수나 scanf() 함수에서 정수형을 입출력하는 형식 지정자는 다음과 같다.

 

자료형	형식 지정자	설명
short	%hi	입력할 때는 %hi를 사용하는 것이 좋다, 출력시에는 %d도 가능하다.
int	%d	x
long	%ld	x
long long	%lld	특히 입력할 때는 반드시 %lld를 사용하여야 한다. 출력 시에도 %lld를 사용하여야 한다.

 

 

 

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정수형 상수

 

• 정수 상수는 12나 100과 같이 프로그램 안에 직접 입력하면 된다.

 

• 정수 상수는 기본적으로 int형으로 간주된다.

 

• 만약 상수의 자료형을 프로그래머가 지정하고 싶은 경우는 접미사를 붙인다.

 

• 123L처럼 정수 상수 뒤에 접미사로 L을 붙이면 123이라는 상수를 long형(32비트)으로 간주한다.

 

 

[정수 상수]

접미사	자료형	예
u 또는 U	unsigned int	123u 또는 123U
l 또는  L	long	123l 또는 123L
ul 또는 UL	unsigned long	123ul 또는 123UL

 

• 정수 상수는 10진법뿐만 아니라 8진법이나 16진법으로도 표기가 가능하다.

 

• 정수 상수를 8진법으로 표기하려면 앞에 0을 붙이면 된다. 

 

• 16진법으로 정수 상수를 표기하려면 앞에 0x를 붙이면 된다.

 

• 16진법은 0에서 9까지의 10개의 숫자와 A, B, C, D, E, F까지 6개의 문자를 추가하여 수를 표현하는 방법이다.

 

• 예를 들어서 41719를 16진수로 나타내보면 0xA2F7이 된다.

 

 

 

•  수를 나타내는데 A와 B와 같은 문자를 사용하는 것이 처음에는 생소해보일 것이다. 하지만 하드웨어 관련하여 비트 조작을 할 때는 10진법보다 16진법이 훨씬 사용하기가 편리하다.

 

• 2진수와 16진수는 상당한 관련이 있다. 16진수에서 하나의 자릿수는 4비트에 해당한다. 따라서 0과 1로 되어 있는 데이터를 16진수로 표기하게 되면 알아보기가 쉽다.

 

0x0f(16진수) ↔ 0000 1111(2진수)

 

 

• 다음 프로그램은 정수 상수 128을 10진수, 16진수, 8진수로 출력해본 것이다.

 

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
    printf("%d %#x %#o \n", 128, 128, 128);
    return 0;
}

 

 

 

• 정수형의 값을 출력하거나 입력하려면 형식 지정자로 "%d"를 사용한다.

 

• 8진수나 16진법으로 정수를 출력할 때 사용하는 형식지정자: "%#o", "%#x"를 사용한다.

 

 

 

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기호 상수(#define 이용)

• 보통의 상수에는 변수와는 달리 이름이 없다. 그러나 상수에도 이름을 붙일 수 있는 방법이 있다.

 

• 기호 상수(symbolic constant)는 기호에 의하여 상수를 표현한 것이다. 

 

• 이름 없는 상수는 리터럴 상수(literal)라고 한다. 예를 들어서 현재의 환율 1120을 기호 상수 EXCHANGE_RATE로 표현해보자.

#define EXCHANGE_RATE	1120

 

• 보통 #define 문장은 프로그램의 맨 첫 부분에 모여 있다. #define이 들어가는 문장은 전처리기(preprocessor)가 처리한다. 전처리기는 코드에서 EXCHANGE_RATE를 전부 찾아서 1120으로 바꾼다.

 

 

• 기호 상수는 상수 값을 그대로 쓰는 방법(리터럴 상수)에 비하여 몇 가지의 장점을 지닌다.

 

1. 기호 상수를 이용하면 프로그램을 읽기가 쉬워진다.: 아래의 문장 (1)에서는 1120이 무엇을 의미하는지 쉽게 알 수 없다. 그러나 문장 (2)에서는 환율이라는 것을 쉽게 알 수 있다.

 

won = 1120 * dollar;            // (1) 실제의 값을 사용
won = EXCHANGE_RATE * dollar;   // (2) 기호상수 사용

 

2. 프로그램이 동일한 상수를 여러 곳에서 사용하고 있는 경우에, 상수 값의 변경을 쉽게 할 수 있다는 것이다. 위의 예에서 환율이 1050으로 변경되었다고 가정하자. 만약 숫자를 사용했다면 프로그램에서 그 숫자가 사용된 모든 곳을 찾아서 값을 변경하여야 한다, 그러나 기호 상수를 사용했다면 기호 상수의 정의만 변경하면 된다.

 

 

리터럴 상수와 기호 상수의 비교

 

 

 

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기호 상수(const 이용)

 

• 기호 상수를 만드는 또 하나의 방법이 있다. 변수 선언 앞에 const를 붙이면 상수가 된다.

 

• const는 "constant"의 약자로서 변경되지 않는다는 의미이다.

 

const int EXCHANGE_RATE = 1120;

 

• 위의 코드에서 EXCHANGE_RATE는 상수로서 1120을 나타낸다. const로 선언된 변수는 딱 한 번만 값을 저장할 수 있다.