C언어와 프로그램의 이해

[목차]

 

A. C언어 개요

B. 프로그래밍 언어와 프로그래밍

C. C 프로그램 개요

 

A. C언어 개요

1. C언어 기초

a. C언어란?

🌟 절차 지향 프로그래밍 언어(procedure-oriented programming language)

 

저급언어 + 고급언어의 특징을 가짐

현재 사용되고 있는 거의 모든 컴퓨터 시스템에서 사용할 수 있는 프로그래밍 언어이다

 

 

🧡 C와 C++의 차이점

C++은 C의 확장
가장 큰 차이점 : C++ : 클래스 지원 / C : 미지원

 

b. 사용하는 곳

현재 널리 사용되는 주요 운영체제의 커널은 대부분 C언어를 이용해 구현

시스템 프로그래밍에 가장 잘 어울리지만, 응용 프로그래밍에도 많이 사용되는 프로그래밍 언어

 

c. C언어의 역사

1972년 벨 연구소의 켄 톰프슨(Kenneth Thompson)과 데니스 리치(Dennis Ritchie)가

유닉스(UNIX) 운영체제에서 사용하기 위해서 개발한 범용적인 고급 언어

 

 

1) A언어라고 불리는 ALGOL 60부터, CPL, BCPL을 거쳐, 켄 톰프슨이 B언어를 개발

2) 이후 데니스 리치가 B언어를 좀 더 개선하여 C언어를 개발

     (C언어라는 이름의 유래 또한 B언어 바로 다음에 개발되어서 명명된 이름)

 

💙 C언어의 탄생 배경 

유닉스 운영체제 → 어셈블리어 사용
어셈블리어는 특정 하드웨어에 종속 → 프로그램 (by 어셈블리어) 다른 하드웨어로 이식 X
= 하나의 프로그램을 CPU의 종류만큼 여러 번 작성해야함
따라서 이식성 👍 어셈블리어보다 쉬운 언어 👍 로 개발된 언어가 바로 C언어

 

d. C언어 표준

1989년부터 ANSI(American National Standards Institute)에서 표준화 작업을 진행했지만

현재는 ISO/IEC(International Organization for Standardization / International Electrotechnical Commission)에서 표준화를 담당

C언어의 최신 표준은 ISO/IEC 9899:2011, 줄여서 C11

 

e. C언어의 특징

👍 장점

1) 다양한 하드웨어로의 이식성 👍

2) 절차 지향 프로그래밍 언어, 코드가 복잡하지 않아 상대적으로 유지보수가 👍

3) 저급 언어의 특징 가져, 어셈블리어 수준으로 하드웨어를 제어 🛑

4) 코드가 간결해 완성된 프로그램의 크기가 ⬇ 실행 속도가 ⬆

 

👎 단점

1) 고급 언어보다 배우기가 👎

2) 시스템 자원을 직접 제어, 프로그래밍하는데 세심한 주의

 

 

 

---

B. 프로그래밍 언어와 프로그래밍

1. 프로그래밍 언어

a. 프로그래밍 언어란?

🌟 컴퓨터의 시스템을 구동시키는 소프트웨어를 작성하기 위한 언어

 

b. 프로그래밍 언어의 종류

1) 저급 언어(low-level language) : 기계가 이해하기 쉬운언어

 

기계어(machine language)와 어셈블리어(assembly language) 등

 

• 실행 속도가 매우 빠름
• 배우기에 매우 어려워 프로그램의 유지보수가 힘들다

 

2) 고급 언어(high-level language) : 사람이 이해하기 쉬운 언어

 

자바, 파이썬 등

 

• 컴파일러나 인터프리터에 의해 기계가 이해 할 수 있는 언어로 번역되어 실행
• 저급 언어보다는 상대적으로 실행 속도가 느림
• 가독성이 높고 유지보수가 쉽다 

 

 

 

2. 프로그래밍

a. 프로그래밍이란?

🌟 프로그래밍 언어를 사용하여 목적에 맞는 알고리즘으로부터 구체적인 프로그램을 작성하는 과정

 

b. 프로그래밍 실행 과정

프로그램은 먼저 실행 파일(executable file)로 변환되어야 실행할 수 있음

 

C언어에서 실행 파일을 생성하는 순서

 

1) 소스 파일(source file)의 작성

 

프로그래밍에서 가장 먼저 해야 할 작업은 바로 프로그램을 작성하는 것

원시 파일 / 소스 파일 : C언어를 사용하여 문법에 맞게 논리적으로 작성된 프로그램

소스 파일의 확장자는 .c 

 

2) 선행처리기(preprocessor)에 의한 선행처리

 

선행처리(preprocess) : 소스 파일 중에서 선행처리 문자(#)로 시작하는 선행처리 지시문의 처리 작업

선행처리 작업은 선행처리기(preprocessor)가 수행

선행처리기는 코드를 생성 ✖ 컴파일하기 전 컴파일러가 작업하기 좋도록 소스를 재구성해주는 역할만 함

 

[선행처리] 선행처리기, 매크로 함수, 미리 정의된 매크로

 

3) 컴파일러(compiler)에 의한 컴파일

 

컴파일(compile): 컴파일러에 의해 소스 파일(C언어)을 컴퓨터가 알아볼 수 있는 기계어(0, 1)로 변환하는 것

 

오브젝트 파일(object file) : 컴파일이 끝나 기계어로 변환된 파일

오브젝트 파일의 확장자  .o / .obj 

 

4) 링커(linker)에 의한 링크

 

링크(link) : 오브젝트 파일에 없는 시동코드 (운영체제와의 인터페이스를 담당) 와 C 표준 라이브러리 파일 (대부분의 C 프로그램에서 사용) 을 추가하는 것. 즉,

 

오브젝트 파일(들) ➕ 라이브러리 파일 ➕ 시동 코드  = 하나의 새로운 실행 파일이나 라이브러리 파일

 

링크는 링커(linker)에 의해 수행

 

5) 실행 파일(executable file)의 생성

 

위 과정들로 소스 파일 ➡  실행 파일로 변환

최근 사용되는 개발 툴 (선행처리기, 컴파일러, 링커를 모두 내장) 👉 소스 파일에서 한 번에 실행 파일을 생성

실행 파일의 확장자  .exe 

 

분할 컴파일 : 여러 개의 소스 파일을 작성하여 최종적으로 링크를 통해 하나의 실행 파일로 만드는 것

 

 

 

 

---

C. C 프로그램 개요

1. C 프로그램의 구조

a. 기본 구조

📘 문법

#include 문
#define 문

int main(void)
{
    명령문;
    ...
    return 문;
}

🤓 예제

#include <stdio.h>
#define TEXT "Welcome to C Programming!!"  

int main()
{
    printf(TEXT);	//결과 : Welcome to C Programming!!
    return 0;
}

 

 

2. C 프로그램의 특징

a. 기본 단위 : 함수

C 프로그램은 하나 또는 그 이상의 함수(function)로 이루어짐

C언어로 구현되는 모든 프로그램은 반드시 main() 함수를 가지고 있어야 함

     (제일 먼저 main() 함수를 찾아서 호출하기 때문)

 

🤓 예제

#include <stdio.h>
#define TEXT "Welcome to C Programming!!"

int main()
{
    return 0;     // main() 함수의 모든 명령문을 수행한 후에는 0을 반환함.
}

 

b. 함수 내의 각 명령문은 세미콜론(;)으로 끝나야 함

명령문(statement) : 함수의 기능을 정의하기 위해 사용되는 문장

위에서부터 아래로 순차적으로 실행

언제나 세미콜론(;)으로 끝난다

 

🤓 예제

printf("C언어"); // 정상적으로 출력됨.

printf("C언어")  // 오류가 발생함.

 

c. 대소문자 구분

변수나 함수의 이름을 작성할 때, 키워드나 예약어 등을 사용할 때  ➡ 대소문자 구분

 

🤓 예제

printf("C언어"); // 정상적으로 출력됨.

Printf("C언어")  // 오류가 발생함.

 

d. 자유 형식(free-format)을 허용

 문법만 맞으면 여러 개의 명령문을 한 줄에 쓸 수도 있고, 하나의 명령문을 여러 줄에 나누어 쓸 수도 있음

아래 두개는 같은 행동을 하지만 코드의 가독성을 위해 두 번째 예제처럼 코드를 작성 해야함

 

🤓 예제

int func() { printf("C언어는 재밌어요!"); }
=
int func()
{
    printf("C언어는 재밌어요!");
}

 

 

3. C 프로그램의 기초

a. 주석(comments)

🌟 코드에 대한 이해를 돕는 설명을 적거나 디버깅을 위해 작성

C언어 주석의 장점은 프로그램 내의 어디에나 올 수 있다

 

• 한 줄 주석 : //
• 여러 줄 주석 : /*  ~ */

 

여러 줄 주석은 한 줄 주석을 포함하지만, 여러 줄 주석을 포함하진 못함

 

📘 문법

// 한 줄 주석

/* 여러
   줄
   주석 */

 

b. printf()

🌟 C언어 표준 입출력 함수

 

입출력 함수 or I/O 함수 : 사용자가 프로그램과 대화하기 위해 사용하는 함수

printf() 함수와 scanf() 함수는 장 많이 사용되는 대표적인 입출력 함수

 

f는 formatted의 약자이며, 서식화된 출력을 지원한다는 의미

여러 종류의 데이터(data)를 다양한 서식에 맞춰 출력할 수 있게 함

 

출력이 끝난 후 새로운 줄로 시작하지 않음 (하려면 \n 삽입)

 

📘 문법

#include <stdio.h>

int printf(const char * restrict format, ...);

 

출력할 데이터를 어떤 서식에 맞춰 출력할지 서식 지정자(format specifier)를 통해 직접 지정

 

🤓 예제

printf("printf() 함수는 서식 지정자를 통해 출력할 데이터의 서식을 지정할 수 있어요!\n");

printf("변수에 저장된 숫자는 %d입니다.", 10);

✨ 실행결과

printf() 함수는 서식 지정자를 통해 출력할 데이터의 서식을 지정할 수 있어요!

변수에 저장된 숫자는 10입니다.

 

📝 예제 설명

• 줄 바꿈은 '\n'라는 이스케이프 시퀀스를 사용하여 표현
• int형 데이터를 나타내기 위해서 '%d'라는 서식 지정자를 사용

 

c. 이스케이프 시퀀스(escape sequence)

🌟 프로그램의 결과가 화면에 출력될 때 사용하게 될 특수한 문자를 위해 만들어짐

 

\'	작은따옴표
\"	큰따옴표
\?	물음표
\\	백슬래시(\)
\a	경고음 발생
\b	백스페이스(backspace)
\n	줄 바꿈(new line)
\r	캐리지 리턴(carriage return)
\t	수평 탭(tab)
\v	수직 탭(tab) (프린터로 출력할 때에만)
\f	폼 피드(form feed) (프린터로 출력할 때에만)

 

🤓 예제

printf("C언어에서 사용하는 \"특수 문자\"에는 여러가지가 있습니다.\n");

printf("\t특수 문자의 바로 앞에는 언제나 \\가 와야 합니다.");

✨ 실행결과

C언어에서 사용하는 "특수 문자"에는 여러가지가 있습니다.
    특수 문자의 바로 앞에는 언제나 \가 와야 합니다.

 

d. 서식 지정자 (format specifier)

printf() 함수 : 서식 지정자를 통해 출력할 데이터의 서식을 사용자가 직접 지정

 

%c	하나의 문자
%s	문자열
%d	부호 있는 10진 정수
%i	부호 있는 10진 정수 (%d와 동일)
%f	고정 소수점으로 표현한 실수 (소수점 이하 6자리까지 표현)
%o	부호 없는 8진 정수
%u	부호 없는 10진 정수
%x	부호 없는 16진 정수 (소문자 사용)
%X	부호 없는 16진 정수 (대문자 사용)
%e	부동 소수점으로 표현한 실수 (e-표기법)
%E	부동 소수점으로 표현한 실수 (E-표기법)
%g	값에 따라 %f나 %e를 사용함.
%G	값에 따라 %f나 %E를 사용함.
%%	퍼센트(%) 기호 출력

 

🤓 예제

printf("%%c를 사용한 결과 : %c\n", 'a');            // 문자
printf("%%s를 사용한 결과 : %s\n", "즐거운 C언어"); // 문자열  

printf("%%f를 사용한 결과 : %f\n", 0.123456);
printf("%%f를 사용한 결과 : %f\n", 0.123456789);    // 소수점 6자리까지만 표현  

printf("%%o를 사용한 결과 : %o\n", 123);            // 8진 정수
printf("%%x를 사용한 결과 : %x\n", 123);            // 16진 정수  

printf("%%g를 사용한 결과 : %g\n", 0.001234);       // 값에 따라 %f나 %e
printf("%%g를 사용한 결과 : %g\n", 0.00001234);     // 값에 따라 %f나 %e
printf("%%G를 사용한 결과 : %G\n", 0.000001234);    // 값에 따라 %f나 %E

✨ 실행결과

%c를 사용한 결과 : a
%s를 사용한 결과 : 즐거운 C언어
%f를 사용한 결과 : 0.123456
%f를 사용한 결과 : 0.123457
%o를 사용한 결과 : 173
%x를 사용한 결과 : 7b
%g를 사용한 결과 : 0.001234
%g를 사용한 결과 : 1.234e-05
%G를 사용한 결과 : 1.234E-06

 

💙 서식 지정자의 동시 사용

 

서식 지정자의 순서와 타입은 출력할 데이터의 순서와 타입과 반드시 일치해야 함

 

🤓 예제

printf("저장된 정수는 %d이며, 저장된 문자열은 %s입니다.\n", 123, "C언어");

✨ 실행결과

저장된 정수는 123이며, 저장된 문자열은 C언어입니다.

 

👉 출력 필드의 폭 설정

 

서식 지정자의 '%'기호와 타입을 나타내는 영문자 사이에 숫자를 추가하여 출력되는 필드의 폭을 직접 설정

 

• 내부의 숫자는 오른쪽 정렬이 기본 (숫자 앞에 '-'기호를 붙이면 왼쪽 정렬)
• 숫자 앞에 '+'기호를 붙이면 숫자를 오른쪽 정렬한 상태에서 양수에는 '+'기호를, 음수에는 '-'기호를 붙여서 출력
• 이때 소수 부분의 숫자는 출력되는 소수의 자릿수를 명시

 

🤓 예제

printf(" %%d를 사용한 결과 : |%d|\n", 123);
printf(" %%7d를 사용한 결과 : |%7d|\n", 123);
printf(" %%+7d를 사용한 결과 : |%+7d|\n", 123);
printf(" %%-7d를 사용한 결과 : |%-7d|\n\n", 123);

printf(" %%f를 사용한 결과 : |%f|\n", 1.23);
printf(" %%.1f를 사용한 결과 : |%.1f|\n", 1.23);
printf(" %%7.2f를 사용한 결과 : |%7.2f|\n", 1.23);
printf("%%+7.2f를 사용한 결과 : |%+7.2f|\n", 1.23);
printf("%%-7.2f를 사용한 결과 : |%-7.2f|\n\n", 1.23);

✨ 실행결과

%d를 사용한 결과 : |123|
%7d를 사용한 결과 : |    123|
%+7d를 사용한 결과 : |   +123|
%-7d를 사용한 결과 : |123    |
%f를 사용한 결과 : |1.230000|
%.1f를 사용한 결과 : |1.2|
%7.2f를 사용한 결과 : |   1.23|
%+7.2f를 사용한 결과 : |  +1.23|
%-7.2f를 사용한 결과 : |1.23   |

 

c. scanf() 함수

printf()의 설명과 동일함

 

📘 문법

#include <stdio.h>

int scanf(const char * restrict format, ...);​

 

입력받은 데이터를 어떤 서식으로 변환할지 서식 지정자(format specifier)를 통해 직접 지정

 

🤓 예제 :

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int num01, num02;

    printf("첫 번째 정수를 입력하세요 : ");
    scanf("%d", &num01);

    printf("두 번째 정수를 입력하세요 : ");
    scanf("%d", &num02);

    printf("입력하신 두 정수의 합은 %d입니다.\n", num01 + num02);

    return 0;
}

 

📝 예제 설명

• 주소 연산자(&) : 입력받은 데이터를 뒤에 나오는 변수에 저장하라는 의미
• 변수 : 데이터를 저장하기 위해 프로그램에 의해 이름을 할당받은 메모리 공간

 

✨ 실행결과

첫 번째 정수를 입력하세요 : 10
두 번째 정수를 입력하세요 : 20
입력하신 두 정수의 합은 30입니다.

 

👉 서식 지정자의 동시 사용

 

서식 지정자의 순서와 타입은 출력할 데이터의 순서와 타입과 반드시 일치해야 함

입력받는 데이터의 구분은 공백(줄 바꿈, 탭, 띄어쓰기 등)을 기준

 

🤓 예제 : 두 개의 정수를 한 번에 입력받아, 각각 8진수와 16진수로 출력하기

#include <stdio.h>

int main(void)

{

    int num01, num02;



    printf("두 개의 정수를 입력하세요 : ");

    scanf("%d %d", &num01, &num02);



    printf("입력하신 두 정수를 8진수로 나타내면 %o와 %o가 되고,\n", num01, num02);

    printf("입력하신 두 정수를 16진수로 나타내면 %x와 %x가 됩니다.\n", num01, num02);

    return 0;

}

✨ 실행결과

두 개의 정수를 입력하세요 : 10 20
입력하신 두 정수를 8진수로 나타내면 12와 24가 되고,
입력하신 두 정수를 16진수로 나타내면 a와 14가 됩니다.

 

👉 double형 실수의 입력

 

float형 실수를 입력받을 때는 서식 지정자로 '%f'를 사용

double형 실수를 입력받을 때는 '%lf' 서식 지정자를 사용

 

🤓 예제 : 두 개의 실수를 한 번에 입력받아 출력하는 예제

#include <stdio.h>  

int main(void)

{

    float num01;

    double num02;



    printf("두 개의 실수를 입력하세요 : ");

    scanf("%f %f", &num01, &num02);

    printf("입력하신 두 실수는 %f와 %f입니다.\n", num01, num02);

    printf("입력받은 두 실수 중 두 번째 double형 변수에는 전혀 다른 값이 저장되었습니다.\n\n");



    printf("다시 한 번 두 개의 실수를 입력하세요 : ");

    scanf("%f %lf", &num01, &num02);

    printf("입력하신 두 실수는 %f와 %f입니다.\n", num01, num02);

    printf("이번에는 두 실수 모두 제대로 저장되었습니다.\n");

    return 0;

}

✨ 실행결과

두 개의 실수를 입력하세요 : 1.2 3.4
입력하신 두 실수는 1.200000와 0.000000입니다.
입력받은 두 실수 중 두 번째 double형 변수에는 전혀 다른 값이 저장되었습니다.

다시 한 번 두 개의 실수를 입력하세요 : 1.2 3.4
입력하신 두 실수는 1.200000와 3.400000입니다.
이번에는 두 실수 모두 제대로 저장되었습니다.

 

📝 예제 설명

• float 👉 float  👍
• double 👉 float 💢

 

 

4. IDE 설치하기

C 코드를 작성하기 위한 텍스트 편집기와, c코드를 컴퓨터가 이해할 수 있는 언어로 변환하는 GCC와 같은 컴파일러를 설치하기 위해 IDE(통합개발환경)을 설치해야 함

 

W3School에서는 Code::Blocks를 사용함에 최신버전의 IDE를 설치함

Code::Blocks

 

💥 WARNING

 

잘못된 버전을 설치한건지 GCC를 찾을 수 없다고 떠서 빌드가 되지 않았다

Can't find file executable in your configured search path for gnc gcc compiler

 

여기서 해결법을 찾아 아래 주소에서 GCC를 따로 다운로드 받고

 

tdm-gcc

위 버전으로 다운로드 했다

64비트로 받기!

 

내가 원하는 경로에 설치해준 후 Codeblocks로 돌아와서

 

Settings -> Compiler 클릭후 나오는 창

 

위 Auto-detect를 누르면 알아서 GCC파일을 찾아줌! (해결)

 

Hello world!

 

 

 

---

출처 : http://www.tcpschool.com/c/intro
https://www.w3schools.com/c/index.php

C Tutorial

코딩교육 티씨피스쿨