[C++ Primer Plus] Chapter 4. 복합 데이터형

배열 #

• 배열을 선언할 때 원소의 개수는 다음 중에 하나여야 한다.

1. 값
2. 정수 상수
3. 상수 수식

int values1[40];  // 1

const int length = 40;
int values2[length];  // 2

int values3[10 * sizeof(int)];  // 3

• 생성과 동시에 초기화할 수 있다. 반면, 초기화를 나중에 할 수는 없다.

int arr[3] = {1, 2, 3}; 

• 초기화할 때 처음 원소를 명시적으로 하면 나머지는 알아서 0이 된다.

int arr[3] = {0};

• [] 속을 비우면 초기화 개수 대로 배열이 만들어진다.
• 배열의 원소 개수는 sizeof(arr) / sizeof(int) 로 구할 수 있다.

int arr[] = {1, 2, 3};  // 3개의 int형 데이터를 가진 배열로 만들어진다. 

• 배열 초기화 시 = 가 없어도 된다.
• 중괄호 공백으로 0으로 다 초기화할 수 있다.
• 초기화 시 narrowing은 안 된다.

int arr[] {1, 2, 3, 4};
int arr[] {};
int arr[] {1, 2, 3.3333, 4};  // (X)

문자열 #

• 모든 문자열의 마지막 문자는 널 문자(\0)여야 한다.
• 문자열 상수로 배열을 초기화할 때 널 문자까지 고려해야 한다.
• [] 속을 배우면 알아서 널 문자까지 고려 해 준다.
• 배열이 문자열 상수보다 더 크면 널 문자로 계속 채운다.

char arr[] = "Hello";  // 6개의 char형 데이터를 가진 배열로 만들어진다. 

• ‘S’는 문자이다.
• "S"는 문자열이며 S문자와 널 문자가 합쳐진 두 개의 문자로 이루어진 문자열이다.
  • 따라서 아래와 같은 것은 안 된다.

char keyword = "S"; (X)

• White space(빈칸, 탭, 캐리지리턴)로 분리된 두 개의 문자열 상수는 하나의 문자열 상수로 결합된다.

cout << "Hello " "My friend";  // "Hello My friend"

• <cstring> 헤더 파일에 있는 strlen()함수는 배열의 전체 크기가 아니라 배열에 저장된 문자열의 크기를 리턴한다. 널 문자는 제외한다.

문자열 읽기 #

• cin은 White Space를 문자열의 끝으로 간주한다. 그래서 중간에 White Space가 있는 문자열을 입력하면 White Space 전까지만 저장하고 그 이후 문자들은 입력 큐에 남겨 놓는다. 그러면 다음 cin에서는 사용자 입력을 받지 않고 입력 큐에 남아있던 문자들을 저장한다.

• 전체 한 줄의 문자열을 저장하기 위해서는…
• cin.getline(배열이름, 배열크기)
  • getline은 매개변수로 입력받은 (배열크기 – 1)크기를 넘어서거나, 개행 문자를 만나면 개행 문자를 널 문자로 교체하고 입력한 후 읽기를 종료한다.
  • getline이 지정된 배열 크기를 넘어서는 문자를 입력받으면 나머지는 입력 큐에 남겨두고, failbit를 설정한다.
• cin.get(배열이름, 배열크기)
  • get은 개행 문자를 입력 큐에 남겨둔다. 다음 입력이 개행 문자를 입력하는 것을 방지하기 위해 cin.get()을 사용해 문자 하나를 읽어버릴 수 있다. 아니면 cin.get(배열이름, 배열크기).get() 이렇게 할 수도 있다.
  • get이 빈 행을 읽으면 failbit라는 것이 설정되어서 추가적은 입력을 막는다. 이것을 복원하려면 cin.clear()를 해주어야 한다.

if (cin.fail() == 1) 
{
    cin.clear();                // 내부 상태 플러그 초기화
    cin.ignore(INT_MAX, '\n');  // 해당 길이 만큼 or 개행 문자까지 읽어서 입력 버퍼를 비운다. 
}

string 클래스 #

• 리스트 초기화가 가능하다.

char arr[] = {"Hello"};  
string str = {"Hello"};

// 문자배열
cin.getline(arr, arrSize);

// string
// <istream>은 string형을 인식하지 못한다. 
getline(cin, str);

다른 형태의 문자열 상수 #

• wchar_t, char16_t, char32_t
  • L, u, U 접두사를 사용해서 문자열 상수로 초기화할 수 있다.

wchar_t arr[] = L"Hello";

• 접두사 R을 붙여서 raw 문자열을 사용할 수도 있다.

구조체 #

• 여러 종류의 데이터를 모아서 하나의 단위로 묶어서 저장할 수 있다.
• 함수도 멤버로 가질 수 있다.

struct Student 
{ 
    char name[20]; 
    int age; 
};

Student s1 = { "KimKim", 1 };
Student s2 {};    // =를 생략할 수도 있다, 0으로 모두 초기화.
cout << s1.age;

struct            // 데이터형 이름 없음. 구조체의 정의와 동시에 변수생성.
{ 
    char name[20];
    int age; 
} s1, s2;   

• 구조체 배열

Student sArr[2] = { { "KimKim", 1 }, { "SoSo", 2 } };

공용체 #

• 여러 종류의 데이터를 모아서 하나의 단위로 묶었지만, 하나의 데이터만 보관할 수 있다.
• 공용체의 크기 = 제일 큰 멤버의 크기

union OneForAll 
{ 
    int Num; 
    char Name[20]; 
};

열거체 #

• 0부터 순서대로 대입되며, 명시적으로 지정하면 기본값은 무시된다.

enum Color { Red, Orange, Yellow, Blue, Green, Purple };

• int형으로 자동으로 승급될 수 있다.

int number = 3 + Red;

• 반대로 int형이 자동으로 enum형으로 되진 않는다.

Color c = Color (3);

• 대입연산자만 사용할 수 있고, 산술 연산자는 안 된다.

++c;  // (X)

• 주로 기호 상수들을 정의하는 용도로 사용되므로 이름을 생략할 수도 있다.

enum { Red, Orange, Yellow, Blue, Green, Purple };

• 어떤 정수값이 열거체 값 범위 안에 들어있으면, 그 값이 열거자 값이 아니더라도, 데이터형 변환을 통해서 열거체 변수에 대입할 수 있다.

포인터 #

• int * 이든 double *이든 그 크기는 같다. (컴퓨터 시스템에 따라 다름)

int number = 7;
int * pointer = &number;

// *pointer == number  == number의 값
//  pointer == &number == number의 주소값

int * ptr, num; // ptr은 포인터형으로 num은 int형으로 생성된다. 

• 포인터에 직접 주소를 대입할 수 있다. 데이터형을 반드시 명시해야 한다.

int * number = (int *) 0xB8000000;

new연산자로 런타임에 메모리 할당 (C의 malloc 대체) #

int * ptr = new int;  

• 여기서 ptr이 가리키고 있는 메모리의 이름(number같은 변수 이름)이 없다. 그냥 메모리 블록을 가리키고 있다. 그래서 ptr을 통해서만 메모리 접근이 가능하다.
• 컴퓨터 메모리가 부족해서 new의 메모리 할당 요청을 허용할 수 없으면 new는 0을 리턴한다. 이렇게 값이 0인 포인터는 널 포인터라고 부른다. 널 포인터는 무언가 일이 잘못되었다는 것을 나타낼 때 사용된다.

delete 연산자로 메모리 해제 #

int * ptr = new int;  
delete ptr;

• 메모리 누수를 방지하기 위해 다 쓴 메모리는 delete 연산자를 사용해 메모리를 해제해 주어야한다.
• delete로 해제된 메모리를 또 다시 delete로 해제하면 안 된다. 보통의 변수로 대입한 메모리도 delete로 해제할 수 없다.
• 널 포인터를 delete하면 아무일도 일어나지 않는다 (안전하다)

new를 사용해 생성한 동적 배열 (동적 바인딩) #

int * ptr = new int [10]; 
delete [] ptr;

• *ptr이나 ptr[0]으로 배열의 첫번째 원소에 접근 가능 하다.
• ptr + 1을 하면 ptr이 가리키는 데이터형의 크기만큼 한 칸 뒤로 가서, ptr[0]은 두번째 원소인 ptr[1]을 가리키게 된다.

포인터와 배열 #

int numbers[3] = {1, 2, 3};
int * ptr = numbers; 

• numbers == &numbers[0]

  • numbers 배열의 첫 번째 원소의 주소값

• numbers != &numbers

  • &numbers는 배열 전체의 주소값이다.
  • 따라서 numbers + 1은 다음 원소의 주소값이지만,
  • &numbers + 1을 하면 전체 배열을 넘어간 다음의 주소값이다.

• *numbers == numbers[0]

  • numbers 배열의 첫 번째 원소의 값

• *(numbers + 1) == numbers[1]

  • numbers 배열의 두 번째 원소의 값

• 여기서 numbers 대신 ptr을 넣어도 똑같다.
• 다른점:
  • (1) ptr은 값을 변경할 수 있지만 배열 이름인 numbers는 값을 변경할 수 없다.
  • (2) sizeof(numbers)는 배열 전체의 크기이지만 sizeof(ptr)은 포인터의 크기이다.

• 포인터 배열과 배열 포인터

short * ptr [20];	// short* 형 포인터가 20개 있는 배열
short (*ptr)[20];	// short 형 자료가 20개 있는 배열을 가리키는 포인터

포인터와 문자열 #

• 배열의 이름, 포인터, 문자열 상수 모두 동등하게 첫번째 문자열의 주소를 나타낸다.

char arr[10] = "beautiful";    
cout << arr;

char * ptr = "beautiful";      
cout << ptr;

cout << "beautiful"

• 문자열 상수나 초기화되지 않은 포인터를 문자열 입력에 절대 사용하지 않아야 한다. 포인터의 경우, 초기회되지 않았다면, 입력된 문자가 어디에 저장될지 알 수 없어진다.

const char * ptr1 = "notgood";  
cin >> ptr1;    

char * ptr2;
cin >> ptr2  //(X)

• strncpy(arr1, arr2, 최대 문자 수);
  • 이것은 최대 문자수가 다 안 담기면 널 문자를 추가하지 않는다. 따라서 반드시 수기로 추가해야 한다.

new를 사용한 동적 구조체 생성 #

struct Flower 
{ 
    char name[20]; 
    double price; 
};

Flower * f = new Flower;

cin.get(f->name, 20);
cin >> f->price;    
cin >> (*f).price;

delete f;

데이터 저장을 위한 메모리 공간의 종류 #

• 자동 공간(automatic)
  • 변수들이 자신이 정의되어있는 함수가 호출되는 순간에 생겨나서, 함수가 종료되는 시점까지만 존재한다. (블록 안에서만 유효하다)
  • 스택에 저장된다. 따라서 순차적으로 저장되고 역순으로 해제된다.

• 정적 공간(static)
  • 프로그램이 실행되는 동안에 지속적으로 존재하는 공간이다.
  • 함수 외부에서 변수를 정의하거나 static 키워드로 정의하면 된다.

static double fee = 56.5;

• 동적 공간(힙)(dynamic)
  • new와 delete을 사용해서 동적으로 메모리를 할당하고 해제한다.
  • 힙에 저장된다.

배열의 대안 #

• vector 템플릿 클래스
  • string 클래스처럼 자동으로 런타임에 메모리가 할당/해제 된다. (힙)

vector<int> vec(10);  
// 10개 원소를 가진 int형 배열. 
// 10자리에 변수가능.
// 자동으로 0으로 모두 초기화 됨.

• array 템플릿 클래스
  • 크기가 고정되어 크기를 런타임에 바꿀 수 없다. (스택)

array<int, 10> arr;    // 10자리에 변수 불가능.