C 기초강의: #13 배열과 문자열 - 기초 개념과 활용 방법

C언어의 기본 자료형 중 하나인 배열(Array)과 이를 이용해 처리할 수 있는 문자열(String)은 필수적인 개념입니다. 이 포스팅에서는 배열과 문자열의 기초 개념을 살펴보고, 이를 어떻게 활용할 수 있는지 설명하겠습니다.

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목차

1. C언어에서의 배열이란?
2. 배열의 특징과 주의사항
3. C언어에서의 문자열
4. 문자열 처리 함수들
5. 결론

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1. C언어에서의 배열이란?

배열은 동일한 데이터 타입의 여러 값을 연속된 메모리 공간에 저장하는 자료구조입니다. 배열을 사용하면 여러 변수를 개별적으로 선언하지 않고도 한꺼번에 관리할 수 있습니다. 예를 들어, 10명의 학생 점수를 저장해야 한다면, 10개의 변수를 각각 선언하는 대신 int scores[10];과 같이 배열을 선언할 수 있습니다.

 

10개의 int 자료형을 가진 배열은 메모리 공간에서 연속적으로 할당됩니다. 위의 그림에서처럼 한꺼번에 쭉 할당되게 됩니다.

#include <stdio.h>

int main() {
    int scores[5] = {90, 85, 78, 92, 88}; // 크기가 5인 정수형 배열 선언 및 초기화
    for(int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("Student %d: %d\n", i+1, scores[i]);
    }
    return 0;
}

위 예제에서 scores 배열은 5명의 학생 점수를 저장하며, 인덱스를 통해 각 요소에 접근할 수 있습니다. C언어의 배열 인덱스는 0부터 시작합니다.

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2. 배열의 특징과 주의사항

• 고정된 크기: C언어의 배열은 선언 시 크기가 고정됩니다. 배열의 크기를 동적으로 변경할 수 없으므로, 적절한 크기를 미리 결정해야 합니다.
• 메모리 연속성: 배열의 요소들은 메모리에 연속적으로 배치되며, 첫 번째 요소의 주소를 기준으로 인덱스가 계산됩니다. 이로 인해 인덱스를 사용한 접근이 매우 빠릅니다.
• 배열의 경계: 배열의 인덱스가 배열의 크기를 초과하면, 메모리 접근 오류가 발생할 수 있습니다. 이는 버그의 주요 원인이 될 수 있으므로, 배열 인덱스의 범위를 항상 신경 써야 합니다.

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3. C언어에서의 문자열

C언어에서 문자열은 문자(char)들의 배열로 표현됩니다. 다른 언어에서 제공하는 고수준의 문자열 자료형과 달리, C언어의 문자열은 사실상 문자의 배열에 불과합니다. 중요한 점은 문자열의 끝을 알리는 널 문자(\0)가 필요하다는 것입니다.

#include <stdio.h>

int main() {
    char greeting[] = "Hello, World!"; // 문자열 초기화
    printf("%s\n", greeting); // 문자열 출력
    return 0;
}

위 예제에서 greeting 배열은 "Hello, World!"라는 문자열을 저장합니다. 문자열의 마지막에는 자동으로 널 문자가 추가되어, C언어에서 문자열의 끝을 나타냅니다.

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4. 문자열 처리 함수들

C언어 표준 라이브러리에는 문자열을 처리하기 위한 여러 함수들이 있습니다. 이들 함수는 <string.h> 헤더 파일에 정의되어 있으며, 자주 사용되는 몇 가지를 소개합니다.

• strlen: 문자열의 길이를 계산합니다. 널 문자를 제외한 길이를 반환합니다.
• strcpy: 한 문자열을 다른 문자열로 복사합니다.
• strcat: 두 문자열을 연결합니다.
• strcmp: 두 문자열을 비교합니다. 같으면 0을, 다르면 0이 아닌 값을 반환합니다.

int length = strlen(greeting);  // 문자열의 길이를 계산

char copy[20];
strcpy(copy, greeting);  // 문자열 복사

strcat(greeting, " How are you?"); // 문자열 연결

int result = strcmp(greeting, "Hello, World!"); // 두 문자열을 비교

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5. 배열과 문자열의 활용 예제

배열과 문자열을 이해했으니, 이를 활용한 간단한 예제를 살펴보겠습니다. 사용자로부터 문자열을 입력받아, 각 문자의 빈도를 세는 프로그램을 작성해보겠습니다.

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    char str[100];
    int freq[256] = {0}; // 모든 ASCII 문자의 빈도를 저장할 배열

    printf("Enter a string: ");
    gets(str); // 문자열 입력 받기

    for(int i = 0; i < strlen(str); i++) {
        freq[(int)str[i]]++; // 해당 문자의 빈도 증가
    }

    printf("Character frequencies:\n");
    for(int i = 0; i < 256; i++) {
        if(freq[i] > 0) {
            printf("%c: %d\n", i, freq[i]);
        }
    }
    return 0;
}

이 프로그램은 사용자가 입력한 문자열에서 각 문자의 빈도를 계산하여 출력합니다. 문자열 입력은 gets 함수를 사용해 받았으며, 각 문자의 ASCII 값을 인덱스로 사용하는 freq 배열에 빈도를 저장합니다.

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결론

C언어에서 배열과 문자열은 기본적이면서도 매우 중요한 개념입니다. 배열은 동일한 유형의 데이터를 효율적으로 저장하고 관리할 수 있게 해주며, 문자열은 이러한 배열을 활용해 텍스트 데이터를 처리할 수 있게 해줍니다. 배열과 문자열을 잘 이해하고 활용하면 C언어로 더 복잡한 프로그램을 쉽게 작성할 수 있습니다.

추가로, C언어의 배열과 문자열에 대한 연습을 통해 기초를 다지면, 실제 프로그래밍에서 발생할 수 있는 다양한 상황에 대비할 수 있습니다.

도움이 되셨다면 공감 부탁드리겠습니다. 여러분의 공감이 정말 큰 힘이 됩니다.

감사합니다!