구조체와 사용자 정의 자료형1

1. 구조체란 무엇인가?

구조체는 프로그램 개발에 있어서 매우 중요한 요소이다.(없어서는 안되는 요소이다).

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- 구조체의 정의

'구조체(Structuer)라는 것은 하나 이상의 변수(포인터 변수와 배열포함)를 묶어서 새로운 자료형을 정의하는 도구이다. 즉 구조체를 기반으로 우리는 새로운 자료형을 정의할 수 있다. 물론 이렇게 정의되는 자료형은 기본 자료형과 그 성격에 있어서 조금만 차이가 있다.

프로그램상에서 마우스의 좌표정보를 저장하고 관리해야 한다고 가정한다. 그러면 다음과 같이 두 개의 변수를 선언해야 한다.

int xpos;

int ypos;

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그런데 이 둘은 항상 함께하기 마련이다. 이 둘은 서로 독립된 정보를 표현하는 것이 아니라, 마우스의 위치라는 하나의 정보를 표현하기 때문이다. 예를 들어서 마우스의 현재 위치정보를 출력하는 함수가 있다면 이 함수는 위의 두 변수에 저장된 값을 동시에 참조해야 한다. 그리고 마우스가 움직이기 시작했다면, 그래서 마우스이 위취정보를 갱신해야 한다면, 위의 두 변수에 저장된 값이 동시에 갱신이 되어야 한다.

더 단순하게 말하면, 이 둘은 함께 있을 때 의미를 지니며, 이 중 하나가 어떠한 이유로 인해서 소멸된다면 나머지 하나도 의미 없는 변수가 되어버린다. 이러한 이유로 등장한 것이 구조체이며, 다음과 같이 구조체를 정의함으로써 두 변수를 하나로 묶을수 있게된다.

struct point{
int xpos;
int ypos;
};

위의 정의는 point라는 이름의 구조체를 정의한 결과이다. 이 때 point라는 이름이 int나 double 과 같은 자료형의 이름이 되는 것이다. 물론 이는 기본자료형은 아니다. 기본 자료형 변수를 묶어서 새로운 자료형을 만든 것이다. 그래서 이를 가리켜 '사용자 정의 자료형(User defined data type)'이라고 한다.

struct person{
char name[20];
char phoneNum[20];
int age;
}

위의 구조체의 정의에서 보이듯이 배열도 값의 저장이 가능한 , 사실상 변수의 성격을 띄기 때문에 구조체의 멤버가 될수 있다.

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-구조체의 변수의 선언과 접근

앞서 point라는 이름의 구조체와 person이라는 이름의 구조체를 정의하였다. 즉 두 개의 자료형을 정의한 것이다 .따라서 이 자료형들을 대상으로 변수를 선언할 수있다. . 그리고 이렇게 선언되는 변수를 가리켜 '구조체 변수'라 한다.

struct type_name val_name; //구조체 변수선언의 기본 형태

위의 문장에서 보이듯이 구조체 변수를 선언할 때에는 맨 앞에 struct 선언을 추가해야 하며, 이어서 구조체의 이름과 구조체 변수의 이름을 선언해야 한다. 즉 앞서 정의한 point구조체의 변수 pos를 선언하고자 하는 경우에는 , 그리고 앞서 정의한 person구조체의 변수 man을 선언하고자 하는 경우에는 각각 다음과 같이 문장을 구성해야 한다.

struct point pos;

struct person man;

구조체 변수 pos에는 int형 변수 xpos, ypos가 존재하며, 구조체 변수 man에는 char형 배열 name, phoneNum과 int 형 변수 age가 존재한다. 구조체 변수안에 존재하는 멤버에 접근방법은 다음과 같다.

구조체 변수의이름. 구조체 멤버의 이름

예를 들어서 위의 구조체 변수 pos의 멤버 xpos에 20을 저장하려면 다음과 같이 문장을 구성해야 한다.

pos.xpos = 20;

유사하게 구조체 변수 man의 멤버 name에 저장된 내용을 출력하려면 다음과 같이 문장을 구성해야 한다.

printf("%s \n, man.name);

이렇듯 구조체 변수의 멤버에 접근할 때에는 .연산자를 사용한다.

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무엇을 함수로 정의할 것인가?

일반적으로 처음 C언어를 접하면서 고민하게 되는 것 중 하나는 다음과 같다.

무엇을 함수로 정의할 것이며, 또 그 크기는 어느 정도로 둘것인가?

그런데 이를 공식화해서 설명하는 것은 불가능하다.

"하나의 함수는 하나의 기능을 지녀야한다"

이것이 함수의 크기를 결정짓는 최소한의 기준이 된다. 하나의 함수가 둘 이상의 기능을 지니는 경우에는 이를 두 개의 함수로 나눠야 한다.

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구조체의 멤버로 배열이 선언되면 배열의 접근방식을 취하면 되고, 구조체의 멤버로 포인터 변수가 선언되면 포인터 변수의 접근방식을 취하면 된다.

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위의 문장에서 말하듯이 구조체의 멤버로 포인터 변수도 선언이 가능하다.

struct person {... 생략}
int main(){
strucdt person man1, man2;
strcpy(man1.name, "안성준"); //안성준 문자열을 man1.name에 복사한다.

struct point{
int xpos;
int ypos;
}pos1, pos2, pos3;
//이는 point 구조체를 정의함과 동시에 point형 변수 pos1, pos2, pos3을 선언하는 문장이다.
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struct point{
int xpos;
int ypos;
};
struct point pos1, pos2, pos3; 
//위문장과 동일하다.

-구조체 변수의 초기화

int형 변수를 선언과 동시에 초기화 할 수 있듯이 구조체 변수도 선언과 동시에 초기화할 수이있따. 그리고 초기화 방법은 배열의 초기화와 유사하다(동일하다). 즉 멤버의 순선대로 초기화할 대상을 나열하면 된다.

struct person man = {"이승기", "010-xxxx-xxxx", 23"};

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초기화 과정에서는 문자열 저장을 위해서 strcpy함수를 호출하지 않아도 된다. 구조체의 멤버에 문자열을 저장하기 위해 strcpy함수를 호출해야만 했다. 하지만 초기화 과정에서는 멤버에 저장할 데이터를 단순히 나열만 하면 된다.

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2. 구조체와 배열 그리고 포인터

-구조체의 배열의 선언과 접근

다수의 int형 변수를 선언할 때 int형 배열의 선언을 고려하듯이, 다수의 구조체 변수를 선언할 때에는 구조체 배열의 선언을 고려해야한다. 구조체 배열의 선언방법은 일반적인 배열의 선언방법과 동일하다.

int형 변수의 선언과 int형 배열선언의 관계가 다음과 같듯이.

int 형 변수 :int num -> int형 배열 : int arr[10];

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point형 구조체 변수의 선언과 point형 배열 선언의 관계는 다음과 같다.

point형 변수 struct point pos -> point형 배열 : struct point arr[10];

point형 구조체 배열을 선언하게 되면

각 배열마다 int xpos, int ypos의 값이 들어가게된다.

접근은

arr[0].xpos

arr[i].멤버변수 로 접근하게 된다.

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구조체 배열의 선언방법과 접근방법은 새로운것이 아니다.

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-구조체 배열의 초기화

구조체 변수를 선언과 동시에 초기화할 떄에는 다음과 같이 중괄호를 통해서 초기화 할 값을 명시한다.

struct person man={"이승기", "010xxxx", 21};

따라서 구조체 배열을 선언과 동시에 초기화 할 때에는 다음과 같이 배열의 길이만큼 중괄호를 이용해서 초기화를 진행하면 된다.

struct person arr[3]= {

{ "이승ㄱ ㅣ ~~~},

{ ~~~~},

{~~~~}

};

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-구조체 변수와 포인터

구조체 배열의 선언 및 접근 방법이 일반적인 배열의 선언 및 접근 의 방법과 다르지 않듯이, 구조체 포인터 변수의 선언 및 연산의 방법도 일반적인 포인터 변수의 선언 및 연산의 방법과 다르지 않다. 즉 다음과 같이 int형 포인터 변수를 선언하고 초기화하듯이

int num=10;

int *ptr = #

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point형 구조체의 포인터 변수도 다음과 같이 선언하고 초기화 한다.

struct point pos= {11, 12};

struct point *pptr =&pos;

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그리고 위의 int형 포인터 변수 ptr을 이용하여 다음과 같이 변수 num에 접근 하듯이

*ptr =20;

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위의 point형 포인터 변수 pprt을 이용해서 다음과 같이 구조체 변수 pos에 접근할 수 있다.

(*pptr).xpos =10;

(*pptr).ypos=20;

접근을 위해서 포인터 변수 대상으로 *연산을 하는 것은 동일하다. 다만 구조체 포인터 변수의 경우 접근하고자 하는 멤버의 선택을 위해서 . 연산을 추가로 했을 뿐이다. 그리고 위의 두문장은 다음과 같이 쓸수도 있다.

pptr->xpos =10;

pptr->ypos =10;

즉 *연산과 .연산을 하나의 ->연산으로 대신할 수 있는 것이다. 물론 의미도 100% 동일하다.

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pptr->xpos +=1; / /pptr이 가라키는 변수의 멤버 xpos의 값을 1증가

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-포인터 변수를 구조체의 멤버로 선언하기

배열이 구조체의 멤버로 선언될 수 있듯이, 포인터 변수도 구조체의 멤버가 될 수 있다.

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type형 구조체 변수의 멤버로 type형 포인터 변수를 둘 수 있따.

즉 다음과 같은 선언이 가능한 것이다.

struct point{

int xpos;

int ypos;

struct point *ptr;

}

위를통해 세점의 연결관계도 표현이 가능하다.

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-구조체 변수의 주소 값과 첫 번쨰 멤버의 주소값

구조체 변수의 주소값은 구조체 변수의 첫 번째 멤벌의 주소 값과 동일하다.