[C언어] 14. 구조체와 공용체

29 Apr 2024 in dev / develop

이번에는 C언어의 구조체와 공용체에 대해 알아보자.

• 구조체와 공용체
  • 구조체
  • 공용체 활용
• 자료의 재정의
  • 자료형 재정의 typedaf
  • 구조체 자료형 재정의
• 구조체와 공용체의 포인터와 배열
  • 구조체 포인터
  • 공용체 포인터
• 구조체 배열

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구조체와 공용체

구조체

1) 구조체란(structure)?

• 정수나 문자, 실수, 포인터, 배열 등을 묶어 하나의 자료형으로 이용하는 것
• 대표적인 유도자료형(derived data types)

유도자료형

• 사용자정의 자료형(user defined data type)
• 구조체, 공용체, 열거형, 배열, 포인터

2) 구조체 사용하기

구조체 정의 -> 구조체 변수 선언 및 초기화

• 구조체 정의 : 변수 선언에서 이용될 새로운 구조체 자료형을 정의하는 구문
  • 구조체를 만들 구조체 틀(template) 정의
  • 구조체 멤버(필드) : 일반변수, 포인터변수, 배열, 다른 구조체 변수 및 포인터

/* 구조체 정의 */
struct 구조체태그이름
{	
	자료형 변수명;	//구조체 구성요소(멤머), 초기값 설정 불가능
	자료형 변수명;	//마지막 멤버에도 세미콜론 필수
};	//세미콜론 필수

struct student
{
	char name[20];		//이름
	int age, num;		//나이, 번호
	char birthday[11];	//생일
};

struct class
{
	struct student stu_info;
	char name;
}	

• 구조체 변수 선언

//1. 구조체 정의 후 구조체변수 선언
struct 구조체태그이름 변수명;
struct 구조체태그이름 변수명1, 변수명2, 변수명3, ...;	//여러 변수의 선언도 가능
struct student students;

//2. 구조체 정의와 구조체변수 선언을 함께
struct student
{
	char name[20];		
	int age, num;		
	char birthday[11];	
} students;	//students는 struct student형 변수로 선언

//3. 이름없는 구조체
struct 
{
	char name[20];		
	int age, num;		
	char birthday[11];	
} students;	//students 이후에 동일한 구조체의 변수 선언은 불가능

• 구조체 변수 초기화
  👉 변수 선언 시 중괄호를 이용한 초기화 가능
  👉 중괄호 내부에서 구조체의 각 멤버 정의 순서대로 초기값을 쉼표로 구분하여 기술
  👉 초기값이 기술되지 않은 멤버 값은 자료형에 따라 기본값 저장

struct student
{
	char name[20];		
	int age, num;		
	char birthday[11];	
};

struct student student1 = {"부자지연이", 30. 1, 2030.01.10};
struct student student2 = {"지금지연이", 24, 1};	//birthday에는 '\0'

//.멤버이름 = 초기값으로 지정된 멤버에 초기값 저장 [C99]
struct student student3 = {.name ="핵부자지연이", .age = 32};

• 구조체 멤버 접근 연산자와 변수크기
  👉 접근연산자(참조연산자) .를 사용해 멤버 참조 가능

구조체변수이름.멤버
mine.actnum = 1002;
mine.balance = 300000;

//이미 선언된 구조체 변수에 멤버 값 지정
struct account you;
you = (struct account) {.name = "김파이", .balance = 7000};

3) 구조체 활용하기

/* 동일한 구조체형 변수는 대입이 가능 */
struct goal one = {1, "편입시켜줘", "목표1"};
struct goal two = {2, "복권2등당첨시켜줘", "목표2"};
struct goal three = twol


/* 구조체에 문자열 대입 */
struct account
{
	char name[12];
	int actnum;
};

struct account mine;
strcut account yours;

strcpy(mine.name, "내이름");
strcpy_s(yours.name, 12, "니이름");
//yours.name = "니이름" //오류

yours.actnum = 10002;


/* 구조체 크기 */
//실제 구조체의 크기 : 멤버의 크기의 합보다 크거나 같음
printf("구조체 크기 : %zu\n", sizeof(mine);


/* 구조체 비교 - 멤버 하나하나 비교해야한다 */
if(one.num == two.num)
	printf("num가 같은 구조체입니다");

if(!(strcmp(one.content, two.content))	//문자열비교 : strcmp(인자, 인자);
	printf("내용이 같은 구조체입니다");


/* 구조체 멤버로 사용되는 구조체 */
struct data
{
	int year;
	int month;
	int day;
};

struct account
{
	struct data open;
	char name[12];
	int actnum;
	double balance;
};

struct account me = { {2022, 3, 9}, "홍길동", 1001, 3000000 };

4) 구조체 정의의 위치

• 구조체 유효범위 : 전역 또는 지역으로 모두 가능

//전역
struct date
{
	int year;
	int month;
	int day;
};

int main(void)
{
	//지역
	struct account
	{
		char name[12];
		int actnum;
		double balance;
	};

	return 0;
};

5) char *와 char[]

char 포인터	char 배열
char *dept;	char name[12];
char *dept = "컴퓨터정보공학과"; dept : “컴퓨터정보공학과”	char name[12] = "홍길동" name : 홍길동\0
단순히 문자열 상수를 다루는 경우 효과적	12바이트 공간을 가지며 문자열을 저장하고 수정이 필요한 경우 효과적
정상사용 dept = "컴퓨터정보공학과";	정상사용 strcpy(name, "닭강정"); scanf("%s", name);
오류발생 strcpy(dept, 컴퓨터정보공학과닭강정"); scanf("%s", dept);	오류발생 name = "닭강정";
문자열 상수의 첮 주소를 저장하므로, 문자열 자체를 저장하거나 수정하는 것은 불가능	문자열 자체를 저장하는 배열이브로, 문자열의 저장 및 수정이 가능

공용체 활용

1) 공용체란

• 공용체 : 동일한 저장장소에 여러 자료형을 저장하는 방법
• 공용체를 구성하는 멤버에 한번에 한 종류만 저장하고 참조 가능

2) union을 사용한 공용체 정의 및 변수 선언

• 공용체 변수의 크기 : 멤버 중 가장 큰 자료형의 크기로 정해짐
• 모든 멤버가 동일한 저장공간을 사용해 마지막에 저장된 단 하나의 멤버 자료값만 저장
• typedef를 이용해 새로운 자료형으로 정의가능
• 공용체 정의 시 처음 선언한 멤버의 초기값으로만 초기화 가능

union 공용체태그이름
{
	자료형 멤버변수명;	//공용체 구성요소(union member)
	자료형 멤버변수명;
}[변수명1][,변수명2];	//세미콜론 필수

union data
{
	char ch;
	int cnt;
};

typedef union data uniondata;
	uniondata data2 = {'a'};
	//컴파일 시 경고 - uniondata data2 = {1}
	uniondata data3 = data2;	//다른 변수로 초기화 가능

3) 공용체 멤버 접근

• 접근연산자 . 이용
• 멤버 유형의 크기에 따른 공간 참조
• 마지막에 저장한 멤버의 참조만 가능

union data value = {.cnt = 2);

data2.ch = 'a';
printf("%c", data2.ch);

data2.cnt = 100;	//data2.cnt만 의미가 있음
print("%d", data2.cnt};

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자료의 재정의

자료형 재정의 typedaf

1) typedef 구문

• typedef : 이미 사용되는 자료 유형을 다른 새로운 자료형 이름으로 재정의

typedef 기존자료유형이름 새로운자료형, 새로운자료형;
typedef int profit;	//자료형이 int인 profit 자료형
typedef int integer, word

• 프로그램의 시스템 간 호환성과 편의성을 위해 필요

[visual c++]
typedef int myint;

my salary = 2000000;

[turbo c++]
typedef long myint;

myint salary = 2000000;

2) typedef의 사용범위

//함수 외부에서 정의된 자료형은 이후 파일에서 사용가능
typedef unsigned int budget;

int main(void)
{
	budget year = 245000;	//새로운 자료형 budget 사용

	//함수 내부에서 정의된 사료형은 함수 내부에서만 사용 가능
	typedef int profit;
	profit month 460000;	//새로운 자료형 profit 사용
	
	return 0;
}

구조체 자료형 재정의

• typedef를 이용하여 struct를 생략한 새로운 자료형 만들기

/* 방법 1. 자료형이 struct 구조체태그명인 자료형 선언 */
struct date
{
	int year;
	int month;
	int day;
}

typedef struct date date;	//자료형이 struct date인 date자료형

/* 방법 2. 구조체 정의를 typedef와 함께 처리 */
typedef struct
{
	char title[30];
	char company[30];
	date release;
} software;	//software는 새로운 자료형

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구조체와 공용체의 포인터와 배열

구조체 포인터

1) 포인터 변수 선언

• 구조체 포인터 : 구조체의 주소값을 저장하는 변수

//구조체 선언
struct lecture
{
	char name[20];
	int type;
	int credit;
};

//구조체 포인터 변수 선언
typedef struct lecture lecture;		//자료형이 struct lecture인 lecture 선언	
lecture *p;				//lecture 포인터 p 선언

//구조체 포인터 변수 사용
lecture os = {"운영체제", 2, 3};		//자료형이 lecture인 구조체 os
lecture *p = &os			//os를 가리키는 lecture 포인터 p

2) 포인터변수의 구조체 멤버 접근연산자 >

struct lecture
{
	char name[20];
	int type;
	int credit;
	int hours;
};

typedef struct lecture lecture;

char *head[] = {"강좌명", "강좌구분", "학점", "사수");
char *lectype[] = {"교양", "일반선택", "전공필수", "전공선택"};

int main()
{
	lecture os = {"운영체제", 2, 3, 3};
	lecture c = {"C프로그래밍", 3, 3, 4};
	lecture *p = &os;

	printf("구조체크기 : %zu, 포인터크기 : %zu\n", sizeof(os), sizeof(p));
	//32, 8

	printf("%s %s %s %s", head[0], head[1], head[2], head[3]);
	//강좌명 강좌구분 학점 사수

	printf("%s %s %d %d", p->name, lectype[p->type], p->credit, p->houres);
	//운영체제 전공필수 3 3

	p = &c;	//포인터 변경
	printf("%s %s %d %d", (*p).name, leactype[(*0).type], (*p).credit, (*p).hours);
	//C프로그래밍 전공선택 3 4

	printf("%c %s %d %d", *c.name, lectype[c.type], c.credit, c.hours);
	//C 전공선택 3 4
	
	return 0;
} 

• p->name : 포인터 p가 가리키는 구조체의 멤버 name
• (*p).name : 포인터 p가 가리키는 구조체의 멤버 name
• *p.name : 문법오류
• os.name :
  • *(os.name)
  • 구조체 변수 os의 멤버포인터 name이 가리키는 변수
  • 구조체 변수의 해당 멤버의 첫 문자(한글이면 오류)
• p->name :
  • (p->name)
  • 포인터 p가 가리키는 구조체의 멤버 name이 가리키는 변수
  • 구조체 포인터 p가 가리키는 구조체 멤버의 첫 문자(한글이면 오류)

공용체 포인터

• 공용체 포인터 변수로 멤버 접근: 접근연산자 -> 이용

union data
{
	char ch;
	int cnt;
	double real;
}value, *p;

p = &value;
p->ch = 'a';

구조체 배열

struct lectuer
{
	char name[20];
	int type;
	int credit;
};

typedef struct lecture lecture;

int main()
{
	lecture c[] = {
			{"인간과 사회", 0, 1},
			{"경제학개론", 1, 2},
			{"자료구조", 1, 4}
		      };

	lecture *p = c;
	return 0;
}