쉽게풀어쓴 C 언어 Express 제 8 장함수
이번장에서학습할내용 모듈화 함수의개념, 역할 함수작성방법 반환값 인수전달 함수를사용하는이유 규모가큰프로그램은전체문제를보다단순하고이해하기쉬운함수로나누어서프로그램을작성하여야한다.
모듈의개념 모듈 (module) 독립되어있는프로그램의일부분 모듈러프로그래밍 모듈개념을사용하는프로그래밍기법 모듈러프로그래밍의장점 각모듈들은독자적으로개발가능 다른모듈과독립적으로변경가능 유지보수가쉬워진다. 모듈의재사용가능 C 에서는모듈 == 함수
함수의개념 함수 (function): 특정한작업을수행하는독립적인부분 함수호출 (function call): 함수를호출하여사용하는것 함수는입력을받으며출력을생성한다.
함수의필요성 #include <stdio.h> int main(void) int i; for(i = 0; i < 10; i++) printf("*");... for(i = 0; i < 10; i++) printf("*");... for(i = 0; i < 10; i++) printf("*"); return 0; 10 개의 * 을출력하는코드 10 개의 * 을출력하는코드 10 개의 * 을출력하는코드
함수의필요성 #include <stdio.h> void print_star() int i; for(i = 0; i < 10; i++) printf("*"); int main(void) print_star();... print_star();... print_star(); return 0; 함수를정의하였다. 함수는한번정의되면여러번호출하여서실행이가능하다.
함수의장점 함수를사용하면코드가중복되는것을막을수있다. 한번작성된함수는여러번재사용할수있다. 함수를사용하면전체프로그램을모듈로나눌수있어서개발과정이쉬워지고보다체계적이되면서유지보수도쉬워진다.
함수들의연결 프로그램은여러개의함수들로이루어진다. 함수호출을통하여서로서로연결된다. 제일먼저호출되는함수는 main() 이다.
함수의종류
중간점검 함수가필요한이유는무엇인가? 함수와프로그램의관계는? 컴파일러에서지원되는함수를 함수라고한다.
함수의정의 반환형 (return type) 함수헤더 (function header) 함수몸체 (function body)
함수의구조
반환형
매개변수
함수정의예제 함수를프로그램을이루는부품이라고가정하자. 입력을받아서작업한후에결과를생성한다.
예제 #1 정수의제곱값을계산하는함수 반환값 : int / 함수이름 : square / 매개변수 : int n int square( int n ) return(n*n);
예제 #2 두개의정수중에서큰수를계산하는함수 반환값 : int / 함수이름 : get_max / 매개변수 : int x, int y int get_max(int x, int y) if( x > y ) return(x); else return(y);
예제 #3 별표기호를이용하여정사각형을그리는함수 반환값 : void / 함수이름 : draw_rect / 매개변수 : int side void draw_rect(int side) int x, y; for(y = 0; y < side; y++) for(x = 0; x < side; x++) printf("*"); printf("\n"); return;
예제 #4 정수의거듭제곱값 (x y ) 을계산하는함수 반환값 : int / 함수이름 : power / 매개변수 : int x, int y int power(int x, int y) int i; long result = 1; for(i = 0; i < y; i++) result *= x; return result;
예제 #5 팩토리얼값 (n!) 을계산하는함수 반환값 : int / 함수이름 : factorial / 매개변수 : int n int factorial(int n) int i; long result = 1; for(i = 1; i <= n; i++) result *= i; // result = result * x return result;
함수호출과반환 함수호출 (function call): 함수를사용하기위하여함수의이름을적어주는것 함수안의문장들이순차적으로실행된다. 문장의실행이끝나면호출한위치로되돌아간다. 결과값을전달할수있다.
인수와매개변수 인수 (argument): 실인수, 실매개변수라고도한다. 매개변수 (parameter): 형식인수, 형식매개변수라고도한다. 매개변수 int main(void)... sum = add(2, 3);... 인수 int add(int x, int y)......... 2 3 x y
반환값 반환값 (return value): 호출된함수가호출한곳으로작업의결과값을전달하는것인수는여러개가가능하나반환값은하나만가능 3 return 0; return(0); return x; return x*x+2*x+1;
반환값 // 정수의제곱을계산하는함수예제 #include <stdio.h> int square(int n); int main(void) int result; result = square(5); printf("%d ", result); 25 result int square(int n) return(n * n); 5 n
반환값 / 두수중에서큰수를찾는함수예제 #include <stdio.h> int get_max(int x, int y); 두개의정수를입력하시오 : 2 3 두수중에서큰수는 3 입니다. int main(void) int a, b; printf(" 두개의정수를입력하시오 : "); scanf("%d %d", &a, &b); printf(" 두수중에서큰수는 %d 입니다.", get_max( a, b )); return 0; int get_max(int x, int y) if( x > y ) return(x); else return(y); 2 x 3 y
예제 3 // 거듭제곱값을구하는예제 #include <stdio.h> int get_integer(void); int power(int x, int y); int main(void) int a, b; a = get_integer(); b = get_integer(); printf("%d 의 %d 승은 %d 입니다. ", a, b, power(a, b)); return 0; // 사용자로부터값을입력받아서반환 int get_integer(void) int n; printf(" 정수를입력하시오 : "); scanf("%d", &n); return n;
예제 3 // 거듭제곱값을계산하여서반환 int power(int x, int y) 정수를입력하시오 : 2 정수를입력하시오 : 3 2 의 3 승은 8 입니다. int i; long result = 1; // 1 로초기화 for(i = 0; i < y; i++) result *= x; // result = result * x return result;
조합 (combination) 계산함수 팩토리얼계산함수와 get_integer() 함수를호출하여조합을계산한다
예제 #include <stdio.h> int get_integer(void); int combination(int n, int r); int factorial(int n); int main(void) int a, b; a = get_integer(); b = get_integer(); printf("c(%d, %d) = %d \n", a, b, combination(a, b)); return 0; int combination(int n, int r) return (factorial(n)/(factorial(r) * factorial(n-r)));
예제 int get_integer(void) int n; printf(" 정수를입력하시오 : "); scanf("%d", &n); return n; int factorial(int n) int i; long result = 1; 정수를입력하시오 : 10 정수를입력하시오 : 3 C(10, 3) = 120 for(i = 1; i <= n; i++) result *= i; // result = result * i return result;
중간점검 인수와매개변수는어떤관계가있는가? 반환값이실수로정의된함수에서실수로정수를반환하면어떤일이발생하는가?
실습 : 소수찾기 주어진숫자가소수 (prime) 인지를결정하는프로그램이다. 양의정수 n이소수가되려면 1과자기자신만을약수로가져야한다. 암호학에서많이사용
정수를입력하시오 : 23 23 은소수입니다. 실행결과
알고리즘 사용자로부터정수를입력받아서변수 n 에저장한다. 약수의개수를 0 으로초기화한다. for( i=1; i<=n ; i++ ) n 을 i 로나누어서나머지가 0 인지본다. 나머지가 0 이면약수의개수를증가한다. 약수의개수가 2 이면정수 n 은소수이다.
소스 #include <stdio.h> int is_prime(int); int get_integer(void); main() int n, result; n = get_integer(); result = is_prime(n); if ( result == 1 ) printf("%d은소수입니다.\n", n); else printf("%d은소수가아닙니다.\n", n); return 0;
소스 int get_integer(void) int n; printf(" 정수를입력하시오 : "); scanf("%d", &n); return n; 정수를입력하시오 : 23 23 은소수입니다. int is_prime(int n) int divisors = 0, i; for ( i = 1 ; i <= n ; i++ ) if ( n%i == 0 ) divisors++; return (divisors == 2);
도전문제 is_prime() 함수의실행속도를바르게하기위하여어떤코드를추가할수있는지생각하여보자. 현재버전은검사하는숫자가매우크면비효율적이다. 예를들어서 1,000,000 에대하여호출되면백만번반복을하여야한다. 한가지방법은 1 보다크고 n 보다작은숫자중에서약수가하나라도발견되면이미 n 은소수가아니라고생각하는것이다. 이것을코드로작성하여추가하여보자.
함수원형 함수원형 (function prototyping): 컴파일러에게함수에대하여미리알리는것 int compute_sum(int n); int main(void) int sum; sum = compute_sum(100); printf( sum=%d \n, sum); int compute_sum(int n) int i; int result = 0; for(i = 1; i <= n; i++) result += i; return result; compute_sum() 은함수이름이랬지 컴파일러
함수원형의형식 함수원형 (function prototype) : 미리컴파일러에게함수에대한정보를알리는것 반환형함수이름 ( 매개변수 1, 매개변수 2,... ); ( 예 ) int get_integer(void); int combination(int n, int r); ( 예 ) int get_integer(void); int combination(int, int); 자료형만적어주어도됨!
함수원형을사용하지않는예제 int compute_sum(int n) int i; int result = 0; for(i = 1; i <= n; i++) result += i; return result; 함수정의가함수호출보다먼저오면함수원형을정의하지않아도된다. 그러나일반적인방법은아니다. int main(void) int sum; sum = compute_sum(100); printf( sum=%d \n, sum);
함수원형과헤더파일 보통은헤더파일에함수원형이선언되어있음
중간점검 함수정의의첫번째줄에는어떤정보들이포함되는가? 이것을무엇이라고부르는가? 함수가반환할수있는값의개수는? 함수가값을반환하지않는다면반환형은어떻게정의되어야하는가? 함수정의와함수원형의차이점은무엇인가? 함수원형에반드시필요한것은아니지만대개매개변수들의이름을추가하는이유는무엇인가? 다음과같은함수원형을보고우리가알수있는정보는어떤것들인가? double pow(double, double);
라이브러리함수 라이브러리함수 (library function): 컴파일러에서제공하는함수 표준입출력 수학연산 문자열처리 시간처리 오류처리 데이터검색과정렬
난수함수 난수 (random number) 는규칙성이없이임의로생성되는수이다. 난수는암호학이나시뮬레이션, 게임등에서필수적이다. rand() 난수를생성하는함수 0 부터 RAND_MAX 까지의난수를생성
예제 : 로또번호생성하기 1 부터 45 번사이의난수발생
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) int i; for(i = 0; i < 6; i++) printf("%d ", rand()); 실습코드 return 0; 0 에서 32767 사이의정수로생성 41 18467 6334 26500 19169 15724
1 부터 45 사이로제한 printf("%d ", 1+(rand()%45)); 42 18 35 41 45 20 하지만실행할때마다항상똑같은난수가발생된다.
실행할때마다다르게하려면 매번난수를다르게생성하려면시드 (seed) 를다르게하여야한다. srand( (unsigned)time( NULL ) ); #include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <time.h> #define MAX 45 int main( void ) int i; srand( (unsigned)time( NULL ) ); for( i = 0; i < 6; i++ ) printf("%d ", 1+rand()%MAX ); return 0; 시드를설정하는가장일반적인방법은현재의시각을시드로사용하는것이다. 현재시각은실행할때마다달라지기때문이다.
실습 : 자동차게임 난수를이용하여서자동차게임을작성 사용자가키를누를때마다 1초씩주행하도록하자. 주행거리는난수로결정된다.
CAR #1:**** CAR #2: --------------------- CAR #1:****** CAR #2:**** --------------------- CAR #1:****** CAR #2:********** --------------------- CAR #1:************** CAR #2:******************** --------------------- CAR #1:*********************** CAR #2:********************** --------------------- CAR #1:***************************** CAR #2:**************************** --------------------- 실행결과
알고리즘 난수발생기를초기화한다 for( i=0; i< 주행시간 ; i++) 난수를발생하여서자동차1의주행거리에누적한다. 난수를발생하여서자동차2의주행거리에누적한다. disp_car() 를호출하여서자동차1을화면에 * 표로그린다. disp_car() 를호출하여서자동차2을화면에 * 표로그린다.
#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <time.h> void disp_car(int car_number, int distance); int main(void) int i; int car1_dist=0, car2_dist=0; 소스 srand( (unsigned)time( NULL ) ); for( i = 0; i < 6; i++ ) car1_dist += rand() % 100; car2_dist += rand() % 100; disp_car(1, car1_dist); disp_car(2, car2_dist); printf("---------------------\n"); getch(); return 0; rand() 를이용하여서난수를발생다. 난수의범위는 % 연산자를사하여서 0 에서 99 로제한하였다.
소스 void disp_car(int car_number, int distance) int i; printf("car #%d:", car_number); for( i = 0; i < distance/10; i++ ) printf("*"); printf("\n");
도전문제 위의프로그램을참고하여서숫자야구게임을작성해보자. 숫자야구게임은 1~9 까지의숫자중에서 3 개를뽑아서문제를낸다. 단숫자가중복되면안된다. 예를들어 029 라고하자. 사용자는이숫자를맞추게된다. 각자리수와숫자가모두일치하면스트라이크, 숫자만맞으면볼이라고출력한다. 029 vs 092 -> 1 스트라이크 2 볼
우틸리티함수 함수 설명 exit(int status) exit() 를호출하면호출프로세스를종료시킨다. int system(const char *command) system() 은문자열인수를운영체체의명령어셀에게 전달하여서실행시키는함수이다. #include <stdlib.h> #include <stdio.h> int main( void ) system("dir"); printf(" 아무키나치세요 \n"); getch(); system("cls"); return 0; C 드라이브의볼륨에는이름이없습니다. 볼륨일련번호 : 507A-3B27 c:\source\chapter02\hello\hello 디렉터리 2011-11-28 오후 04:32 <DIR>. 2011-11-28 오후 04:32 <DIR>.. 2011-11-16 오전 11:01 20 binary.bin... 4 개파일 5,296 바이트 3 개디렉터리 69,220,450,304 바이트남음아무키나치세요
수학라이브러리함수
예제 // 삼각함수라이브러리 #include <math.h> #include <stdio.h> 여러수학함수들을포함하는표준라이브러리 int main( void ) double pi = 3.1415926535; double x, y; x = pi / 2; y = sin( x ); printf( "sin( %f ) = %f\n", x, y ); y = sinh( x ); printf( "sinh( %f ) = %f\n",x, y ); y = cos( x ); printf( "cos( %f ) = %f\n", x, y ); y = cosh( x ); printf( "cosh( %f ) = %f\n",x, y ); sin( 1.570796 ) = 1.000000 sinh( 1.570796 ) = 2.301299 cos( 1.570796 ) = 0.000000 cosh( 1.570796 ) = 2.509178
예제 #include <stdio.h> #include <math.h> 상수를정의하는전처리명령문 #define RAD_TO_DEG (45.0/atan(1)) int main(void) double w, h, r, theta; printf(" 밑변과높이를입력하시오 :"); scanf("%lf %lf", &w, &h); 밑변과높이를입력하시오 : 10.0 10.0 빗변 = 14.142136 각도 = 45.000000 r = sqrt(w * w + h * h); theta = RAD_TO_DEG * atan2(h, w); printf(" 빗변 = %f 각도 = %f\n", r, theta); return 0;
수학라이브러리함수들 abs(int x), fabs(double x) abs(-9) // 9를반환 fabs(-3.67) // 3.67을반환 pow(double x, double y) 인수 x의 y-거듭제곱인 x y 을계산한다. pow( 2.0, 3.0 ); // 8.0을반환 sqrt(double x) 주어진수의제곱근을구한다. 만약에음수가입력되면오류가발생한다. sqrt( 9.0 ); // 3.0 을반환 ceil(double x) ceil은 x보다작지않은가장작은정수를반환 ceil( -2.9 ); // -2.0을반환 ceil( 2.9 ); // 3.0을반환 floor(double x) floor() 는 x보다크지않은가장큰정수를반환한다. floor( -2.9 ); // -3.0을반환 floor( 2.9 ); // 2.0을반환
중간점검 90 도에서의싸인값을계산하는문장을작성하여보라. rand() % 10 이계산하는값의범위는?
함수를사용하는이유 소스코드의중복을없애준다. 한번만들어진함수를여러번호출하여사용할수있다. 한번작성된함수를다른프로그램에서도사용할수있다. 복잡한문제를단순한부분으로분해할수있다. void print_heading(void) printf("*************************************"); printf(" NAME ADDRESS PHONE "); printf("*************************************"); int main(void) // 출력이필요한위치 #1 print_heading();... // 출력이필요한위치 #2 print_heading();...... int main(void)... read_list(); sort_list(); print_list();...
Q & A