9 장구조체와공용체 박종혁교수 UCS Lab Tel: 970-6702 Email: jhpark1@seoultech.ac.kr SeoulTech 2012-1 st 프로그래밍입문 (1)
2 구조체와공용체 C 언어의확장방법 매크로와라이브러리 사용자정의형 ( 배열, 구조체, 공용체 )
3 구조체 서로다른형의변수들을하나로묶어주는방법 예제 - 카드
4 구조체 예제 - 카드 각카드는고유의무늬와숫자를가짐 구조체를사용하여표현하면효율적 카드를위한구조체선언 struct card { int pips; char suit; };
5 구조체선언 예제 - 카드 struct card { int pips; char suit; }; struct : 키워드 card : 구조체태그이름 pips, suit : 구조체멤버 * 이것은 struct card 형의정의이고, 변수선언은아님
6 구조체변수선언방법 1 struct card 형변수 c1, c2 struct card { int pips; char suit; }; struct card c1, c2;
7 구조체변수선언방법 2 struct card 형변수 c1, c2 struct card { int pips; char suit; } c1, c2;
8 구조체변수선언방법 3 struct card 형변수 c1, c2 struct card { int pips; char suit; }; typedef struct card card c1, c2; card;
9 구조체변수선언방법 4 struct card 형변수 c1, c2 typedef struct { int pips; char suit; } card; card c1, c2;
10 구조체변수선언방법 5 struct 형변수선언 struct { int pips; char suit; } c1, c2; 구조체태그이름이없음에주의 C1, c2 와같은형의변수는다시는선언할수없음
11 구조체변수선언방법 struct { int pips; char suit; } c1, c2; struct { int pips; char suit; } c3, c4; * c1, c2 는 c3, c4 와는다른형임
12 멤버접근연산자. 일반구조체멤버접근연산자 c1.pips = 3; c1.suit = 's'; c2.pips = c1.pips; c2.suit = c1.suit;
13 멤버접근연산자 -> 포인터를통한구조체멤버접근연산자 pointer_to_structure -> member_name 다른방법 (*pointer_to_structure).member_name
14 멤버접근연산자 -> 예제 struct complex { double re; /* real part */ double im; /* imag part */ }; typedef struct complex complex; void add(complex *a, complex *b, complex *c) { a -> re = b -> re + c -> re; a -> im = b -> im + c -> im; }
15 멤버접근연산자 선언문과배정문 struct student tmp, *p = &tmp; tmp.grade = 'A'; tmp.last_name = "Casanova"; tmp.student_id = 910017 수식동등한수식개념적값 tmp.grade tmp.last_name (*p).student_id *p -> last_name + 1 *(p -> last_name + 2) p -> grade p -> last_name p -> student_id (*(p -> last_name)) + 1 (p -> last_name)[2] A Casanova 910017 D s
16 구조체멤버 한구조체내에서멤버이름은유일해야하나, 서로다른구조체에서는같은멤버이름을사용할수있음 struct fruit { char *name; int calories; }; struct vegetable { char *name; int calories; }; struct fruit a; struct vegetable b;
17 구조체멤버 구조체의멤버로는배열, 포인터변수, 이미정의된다른구조체의변수등모든응용자료형을사용할수있다. 멤버로배열을사용하는예 struct profile{ int age; double height; char name[20]; }; struct profile pf; // 나이를저장할멤버 // 키를저장할멤버 // 이름을저장할멤버 // 구조체변수의선언 name 멤버의사용 strcpy(pf.name, 홍길동 ); printf( %s\n, pf.name);
18 구조체멤버 멤버로포인터변수를사용하는예 struct profile{ int age; double height; char *np; }; struct profile pf; pf.np= 홍길동 ; // 나이를저장할멤버 // 키를저장할멤버 // 이름을연결할포인터변수멤버 // 구조체변수의선언 // 포인터변수멤버에문자열연결 - 포인터변수를멤버로사용하는경우키보드로부터문자열입력은 불가능하다 ( 문자열을저장할기억공간이없다!).
19 구조체멤버 구조체의멤버로다른구조체의변수를사용하는예 struct student{ struct profile pf; int num; double grade; }; struct student s1; // 이미선언된구조체를멤버로사용 // 구조체변수의선언 - 구조체의멤버로구조체를사용한경우멤버참조연산자를두번사용 하여멤버를참조해야한다.
20 구조체멤버 #include <stdio.h> struct profile{ int age; double height; char *np; }; struct student{ struct profile pf; int num; double grade; }; int main() { struct student s1; s1.pf.age=23; s1.pf.height=187.5; s1.pf.np=" 홍길동 "; s1.num=5; s1.grade=4.4; } printf(" 이름 : %s\n", s1.pf.np); printf(" 나이 : %d\n", s1.pf.age); printf(" 키 : %.1lf\n", s1.pf.height); printf(" 학번 : %d\n", s1.num); printf(" 학점 : %.1lf\n", s1.grade); return 0;
21 멤버접근연산자. 배열은배열요소의형태가같으므로주소계산에의해각멤버의참조가가능 하지만구조체는각멤버의형태가다르므로멤버참조연산자 (.) 로직접멤버 를참조해야한다. #include <stdio.h> struct student{ int num; double grade; }; int main() { struct student s1; // 구조체변수선언 } s1.num=2; // 구조체멤버참조 s1.grade=2.7; printf( 학번 : %d\n, s1.num); printf( 학점 : %.1lf\n, s1.grade); return 0;
22 멤버접근연산자 -> 포인터변수로멤버를참조하기전에먼저구조체변수를참조한다. - 멤버참조연산자 (.) 가참조연산자 (*) 보다우선순위가높으므로괄호가필요하다. #include <stdio.h> struct score{ int kor, eng, mat; }; int main() { struct score a={90, 80, 70}; struct score *sp=&a; } // 구조체의형틀선언 printf( 국어 : %d\n, (*sp).kor); printf( 영어 : %d\n, (*sp).eng); printf( 수학 : %d\n, (*sp).mat); return 0; // 구조체변수의선언과초기화 // 포인터변수에포인터저장 // 포인터변수로구조체변수의 // 각멤버를참조하여출력한다.
23 멤버접근연산자 -> 포인터변수가가리키는구조체변수의멤버를간단히참조할때간 접멤버참조연산자 (->) 를사용한다. - list 구조체배열의데이터를출력하는함수를만들자. struct address list[5] = { }; list_prn(list); // list 는구조체배열의배열명 // 배열명을주고함수를호출한다.
24 멤버접근연산자 -> 구조체배열의배열명은첫번째구조체를가리키는포인터이므로 배열명을받는매개변수는구조체포인터변수이어야한다. void list_prn(struct address *lp) { int i; } for(i=0; i<5; i++){ printf( %10s%5d%15s%20s\n, lp[i].name, lp[i].age, lp[i].tel, lp[i].addr); } 매개변수 lp 가구조체포인터변수이므로간접멤버참조연산자로 멤버를참조할수있다. // 배열표현을포인터표현으로바꾼다. // 간접멤버참조연산자를사용한다.
25 함수에서구조체 구조체는함수의인자로써함수에전달될수있고, 함수로부터리턴될수도있음 함수의인자로서구조체가전달될때구조체는값으로전달됨 구조체가많은멤버를가지거나, 큰배열을멤버로가질경우, 함수의인자로구조체를전달하는것은상대적으로비효율적임 따라서대부분의응용프로그램에서는함수의인자로구조체의주소를사용함
26 함수에서구조체예제 typedef struct { char name[25]; int employee_id; struct dept department; struct home_address *a_ptr; double salary;... } employee_data; * department 멤버는그자체가구조체이고, 컴파일러는각멤버의크기를미리알아야하므로 struct dept에대한선언이먼저와야함
27 함수에서구조체예제 함수선언방법 employee_data update(employee_data e){... printf("input the department number: "); scanf("%d", &n); e.department.dept_no = n;... return e; } * 함수호출 employee_data e; e = update(e);
28 함수에서구조체예제 함수선언방법 Void update(employee_data *p) {... printf("input the department number: "); } scanf("%d", &n); p->department.dept_no = n;... * 함수호출 employee_data e; update(&e);
29 구조체의초기화 card c = {13, 'h'}; /* the king of hearts */ complex a[3][3] = { {{1.0, -0.1}, {2.0, 0.2}, {3.0, 0.3}}, {{4.0, -0.4}, {5.0, 0.5}, {6.0, 0.6}}, }; /* a[2][] is assigned zeroes */ struct fruit frt = {"plum", 150}; struct home_address { char *street; char *city_and_state; long zip_code; } address = {"87 West Street", "Aspen, Colorado", 80526}; struct home_address previous_address = {0};
30 구조체변수의초기화 구조체변수도배열과같이중괄호를사용하여초기화한다. - profile 구조체변수를초기화하는예 struct profile{ int age; double height; char name[20]; }; // 나이를저장할멤버 // 키를저장할멤버 // 이름을저장할멤버 구조체의형틀선언, 변수선언, 초기화를동시에할수있다.
31 - 세명의데이터중에서학점이가장높은학생의학번, 이름, 학점을출력한다. #include <stdio.h> struct student{ int num; char name[20]; double grade; }; int main() { struct student s1={315, " 홍길동 ", 2.4}, s2={247, " 이순신 ", 3.7}, s3={330, " 세종대왕 ", 4.4}; struct student max; } max=s1; if(s2.grade > max.grade) max=s2; if(s3.grade > max.grade) max=s3; printf(" 학번 : %d\n", max.num); printf(" 이름 : %s\n", max.name); printf(" 학점 : %.1lf\n", max.grade); return 0; // 학생데이터에대한구조체선언 // 학번을저장할멤버 // 이름을저장할멤버 // 학점을저장할멤버 // 구조체변수의선언과초기화 // 학점이가장높은학생의데이터를저장할구조체변수 // 처음에홍길동의학점이가장높다고가정한다. // 각학생의학점을비교하여학점이가장높은 // 학생의데이터가 max 에저장되도록한다. // 학점이가장높은학생의각데이터를출력한다.
32 구조체사용 배열은대입연산이불가능하다. int ary1[5]={10,20,30,40,50}; int ary2[5]; ary2 = ary1; // 불가능하다. 각배열요소를일일이대입해야한다! 구조체변수는대입연산으로모든멤버들을복사할수있다. struct student s1={315, 홍길동, 2.4}; struct student max; max=s1;
33 구조체사용 구조체는대입연산이가능하므로함수의전달인자로줄수있다. - 최고학점의학생데이터를함수로출력해보자. 함수의호출 max_prn(max); // 구조체변수를전달인자로주고호출한다. 함수의정의 void max_prn(struct student max) { printf( 학번 : %d\n, max.num); printf( 이름 : %d\n, max.name); printf( 학점 : %d\n, max.grade); } // 매개변수는구조체변수를선언한다.
34 구조체사용 구조체를사용하면포인터없이도두변수의값을바꿀수있다. - 로보트의양쪽시력을바꾸는프로그램예 #include <stdio.h> struct vision{ double left; double right; }; struct vision exchange(struct vision); int main() { struct vision robot; } printf(" 로보트의시력을입력하세요 ( 좌, 우 ) : "); scanf("%lf%lf", &robot.left, &robot.right); robot=exchange(robot); printf(" 바뀐로보트의시력 ( 좌, 우 ) : %.1lf, %.1lf\n", robot.left, robot.right); return 0; struct vision exchange(struct vision robot) { double temp; } temp=robot.left; robot.left=robot.right; robot.right=temp; return robot;
35 구조체배열 구조체변수가많이필요하면배열로선언하여사용한다. - 주소록을만드는프로그램의예 (5 명의주소를저장할경우 ). struct address{ char name[20]; int age; char tel[20]; char addr[80]; }; // 이름을저장할멤버 // 나이를저장할멤버 // 전화번호를저장할멤버 // 주소를저장할멤버
36 구조체배열 구조체배열의참조된배열요소는구조체변수이므로실제데이터 를저장하기위해서는다시멤버를참조해야한다. - list 배열의네번째배열요소의 age 멤버를참조할때 - list 배열의네번째배열요소의모든멤버에값을저장 strcpy(list[3].name, 홍길동 ); list[3].age=23; strcpy(list[3].tel, 012-345-6789 ); strcpy(list[3].addr, 울릉도동남쪽외로운섬독도 );
37 구조체배열 배열의초기화방법을그대로적용한다. 단, 배열의요소가구조체 이므로각각의초기값은구조체초기화형식을사용한다. - list 배열의초기화 struct address list[5] = { { 홍길동, 23, 012-345-6789, 울릉도독도 }, { 이순신, 35, 111-222-3333, 서울건천동 }, { 장보고, 19, 222-333-4444, 완도청해진 }, { 유관순, 15, 333-444-5555, 충남천안 }, { 안중근, 45, 444-555-6666, 황해도해주 } };
38 구조체배열 - 배열요소의값을반복문으로출력한다. #include <stdio.h> struct address { char name[20]; int age; char tel[20]; char addr[80]; }; int main() { struct address list[5]={{" 홍길동 ", 23, "012-345-6789", " 울릉도독도 "}, {" 이순신 ", 35, "111-222-3333", " 서울건천동 "}, {" 장보고 ", 19, "222-333-4444", " 완도청해진 "}, {" 유관순 ", 15, "333-444-5555", " 충남천안 "}, {" 안중근 ", 45, "444-555-6666", " 황해도해주 "}}; int i; } for(i=0; i<5; i++){ // 배열요소가 5개이므로 5번반복 printf("%10s%5d%15s%20s\n", list[i].name, list[i].age, list[i].tel, list[i].addr); } return 0;
39 공용체 union 공용체는구조체와비슷한구문형식을가지지만각멤버들은같은기억장소를공유함 공용체형은메모리의같은위치에저장될여러값 의집합을정의 저장된값을올바르게해석하는것은프로그래머 의책임
40 공용체선언 예제 union int_or_float { int i; float f; }; union : 키워드 int_or_float : 공용체태그이름 i, f : 공용체멤버 * int_or_float 형변수는 MAX(sizeof(int), sizeof(float)) 만큼의메모리할당될것임
41 공용체변수선언 공용체변수선언 union int_or_float a, b, c; 이선언으로식별자 a, b, c에대한기억장소가할당 컴파일러는공용체의멤버중에서가장큰기억장소를요구하는멤버의요구만큼기억장소를할당 공용체의멤버접근방법은구조체의멤버접근방법과동일 첫번째멤버만초기화가능함
42 공용체예제 공용체는모든멤버가하나의기억공간을공유하므로메모리를절약할수있지만다른멤버에의해서데이터가변질될위험이있다. #include <stdio.h> union student{ int num; double grade; }; int main() { union student s1={315}; } printf(" 학번 : %d\n", s1.num); s1.grade=4.4; printf(" 학점 : %.1lf\n", s1.grade); printf(" 학번 : %d\n", s1.num); return 0; 출력결과 학번 : 315 학점 : 4.4 학번 : -1717986918 학번의초기값이학점멤버에의해서변질되었다.
43 공용체예제 int main(void) { union int_or_float n; n.i = 4444; printf("i: %10d f: %16.10e\n", n.i, n.f); n.f = 4444.0; printf("i: %10d f: %16.10e\n", n.i, n.f); return 0; } 출력결과예 : i: 4444 f: 0.6227370375e- 41 i: 1166729216 f: 4.4440000000e+03
44 typedef typedef 를사용하여응용자료형을간단하게사용할수있다. Student s1; // 재정의된자료형으로간단하게구조체변수선언 형선언과동시에재정의하는방법도가능하다. typedef struct { int num; double grade; } Student; // 재정의될것이므로자료형의이름이필요없다. // 새로운자료형의이름을바로적어준다.
45 typedef #include <stdio.h> typedef struct { int num; double grade; } Student; void data_prn(student *); int main() { Student s1={315, 4.2}; } data_prn(&s1); return 0; // 구조체의선언과동시에자료형의재정의한다. // 함수의선언, 매개변수는 Student형의포인터변수 // Student형의변수선언과초기화 // Student 변수의포인터를전달한다. void data_prn(student *sp)// Student형을가리키는포인터변수 { printf(" 학번 : %d\n", sp->num); // 구조체포인터변수로멤버참조하기 printf(" 학점 : %.1lf\n", sp->grade); }
46 접시보관방법 자료구조 ( 접시보관장, 접시개수대, 찬장 ) 연산 ( 접시넣기, 접시꺼내기 )
47 ADT ADT (Abstract Data Type: 추상자료형 ) 연산자를포함한자료구조 구현에대해서는고려하지않음
48 스택 자료저장을위한자료구조로자료의삽입과삭제가톱이라는스택의한쪽끝에서일어남 삭제는후입선출방법으로일어남 스택연산 : push, pop, top, empty, full, reset ADT 스택
49 ADT 스택구현 스택구현방법 배열 선형연결리스트
50 ADT 스택구현예제 #define MAX_LEN 1000 #define EMPTY -1 #define FULL (MAX_LEN - 1) typedef enum boolean {false, true} boolean; typedef struct stack { char s[max_len]; int top; } stack;
51 ADT 스택구현예제 void reset(stack *stk) { stk -> top = EMPTY; } void push(char c, stack *stk) { stk -> top++; stk -> s[stk -> top] = c; } char pop(stack *stk){ return (stk -> s[stk -> top--]); }
52 ADT 스택구현예제 char top(const stack *stk){ return (stk -> s[stk -> top]); } boolean empty(const stack *stk) { return ((boolean) (stk -> top == EMPTY)); } boolean full(const stack *stk){ return ((boolean) (stk -> top == FULL)); }
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