C언어 - 제어문, 함수

제어문

- ~.C = 절차적 프로그램(procedural program) 또는 명령형 프로그램(Imperative program)

- 프로그램의 이러한 순차적인 흐름을 제어 / 종류 :  조건문, 반복문 등

- 중괄호({} = block)사용해서 영역 표시 

 

조건문(conditional statements)
- 주어진 조건식의 결과에 따라 별도의 명령을 수행하도록 제어하는 명령문

- if / if-else /  if - else if - else / switch

- if : 조건식의 결과 = 참(true) : 주어진 명령문을 실행, 거짓(false) : 아무것도 실행X / 연속으로 사용가능

- if-else :  조건식의 결과 = 참(true) : if에 주어진 명령문을 실행, 거짓(false) : else에 주어진 명령문을 실행/ 3항 연산자로 간단하게 구현 가능 

- if - else if - else : 조건식의 결과 = 참(true) : if or else-if에 주어진 명령문을 실행, 거짓(false) : else에 주어진 명령문을 실행

- switch
  - if / else 문보다 가독성이 더 좋으며, 컴파일러가 최적화를 쉽게 할 수 있어 속도 또한 빠른 편

  - 주어진 조건 값의 결과에 따라 프로그램이 다른 명령을 수행하도록 하는 조건문

  - 조건 값으로는 int형으로 승격할 수 있는(integer promotion) 값만 사용= if / else 문보다는 사용할 수 있는 상황이 적은 편

  - default 절은 조건 값이 위에 나열된 어떠한 case 절에도 해당하지 않을 때 실행 / 반드시 존재해야 하는 것은 아니며 필요할 때에만 선언

반복문(iteration statements)
- 프로그램 내에서 똑같은 명령을 일정 횟수만큼 반복하여 수행하도록 제어하는 명령문

- 가장 많이 사용되는 제어문 중 하나

- while / do-while / for 

- while : 조건식이 참(true)인지를 판단하여, 참이면 내부의 명령문을 실행-> 내부의 명령문을 전부 실행하고 나면, 다시 조건식으로 돌아와 또 한 번 참인지를 판단
*표현식의 검사를 통해 반복해서 실행되는 반복문 = 루프(loop)

- do-while : 먼저 루프를 한 번 실행한 후에 조건식을 검사= 건식의 결과와 상관없이 무조건 한 번은 루프를 실행

- for : 자체적으로 초기식, 조건식, 증감식을 모두 포함하고 있는 반복문 / 초기식, 조건식, 증감식은 각각 생략가능 / 

기타제어문 
- loop 제어 - continue, break

- continue : 루프 내에서 사용하여 해당 루프의 나머지 부분을 건너뛰고, 바로 다음 조건식의 판단으로 넘김 /  보통 반복문 내에서 특정 조건에 대한 예외 처리를 하고자 할 때 자주 사용

- break : 루프 내에서 사용하여 해당 반복문을 완전히 종료시킨 뒤, 반복문 바로 다음에 위치한 명령문을 실행 /  반복문을 완전히 빠져나가고 싶을 때 사용

- goto : 프로그램의 흐름을 지정된 레이블(label)로 무조건 변경시키는 명령문 / 른 제어문과는 달리 아무런 조건 없이 프로그램의 흐름을 옮김 / 가장 손쉽게 사용할 수 있지만, 반면에 프로그램의 흐름을 매우 복잡하게 만들 수 있음 -> 현재는 디버깅 이외에는 거의 사용X 

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함수(Function)

- 하나의 특별한 목적의 작업을 수행하기 위해 독립적으로 설계된 프로그램 코드의 집합
- 종류: 표준 함수, 사용자 정의 함수
- 사용 이유 : 반복적인 프로그래밍을 피할 수 있기 때문 - > 특정 작업을 여러 번 반복해야 할 때는 해당 작업을 수행하는 함수를 작성, 호출, 수행

- 함수 정의
return type 함수이름(매개변수들){함수 Body}
-> return type : 작업을 마치고 반환하는 데이터의 타입
-> 함수 이름 : 함수를 호출하기 위한 이름
-> 매개변수들(parameters) : 함수 호출 시에 전달되는 인수의 값을 저장할 변수들
-> 함수 Body : 명령문의 집합

- 함수의 원형(prototype) 선언
-> C언어 = 단일 패스(one pass) 컴파일 방식 = 차례대로 한 번에 컴파일 = 위치에 따라 작성한 코드가 실행 안 될 수 있다.
-> main() 함수 앞에 미리 선언하면 함수를 어느 위치에서 구현을 하든 상관 없게 된다.  
*다중 패스(multi-pass) 방식 = 컴파일러에 따라 여러 번에 걸쳐 컴파일

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변수의 유효범위(variable scope) 

- 변수의 선언 위치에 따라 해당 변수의 유효 범위, 메모리 반환 시기, 초기화 여부, 저장되는 장소 등이 변경

- 범위에 따라 구분 : 지역 변수(local variable), 전역 변수(global variable), 정적 변수(static variable), 레지스터 변수(register variable)

- 지역 변수(local variable) : '블록' 내에서 선언된 변수 / 블록 내에서만 유효하며, 블록이 종료되면 메모리에서 사라짐 /   메모리상의 스택(stack) 영역에 저장 / 초기화하지 않으면 의미 없는 값(쓰레기값)으로 초기화 / (ex)함수의 매개변수

- 전역 변수(global variable) : 함수의 외부에서 선언된 변수 /  프로그램의 어디에서나 접근 / 프로그램이 종료되어야만 메모리에서 사라짐 / 메모리상의 데이터(data) 영역에 저장 / 직접 초기화하지 않아도 0으로 자동 초기화

- 정적 변수(static variable) : static 키워드로 선언한 변수 / 지역 변수와 전역 변수의 특징을 모두 가짐 / 함수 내에서 선언된 정적 변수는 전역 변수처럼 단 한 번만 초기화되며(초기화는 최초 실행 시 단 한번만 수행됨), 프로그램이 종료되어야 메모리상에서 사라짐 +  지역 변수처럼 해당 함수 내에서만 접근

- 레지스터 변수(register variable) : 지역 변수를 선언할 때 register 키워드를 붙여 선언한 변수 /  CPU의 레지스터(register) 메모리에 저장되어 빠르게 접근 /  레지스터는 매우 작은 크기의 메모리 -> 영역에 변수를 선언하기 힘든 경우多

-> C 컴파일러는 해당 변수를 그냥 지역변수로 선언 

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재귀호출(recursive call)

- 함수 내부에서 함수가 자기 자신을 또다시 호출하는 행위

- 재귀 호출은 자기가 자신을 계속해서 호출하므로, 끝없이 반복 -> 함수 내에 재귀 호출을 중단하도록 조건이 변경될 명령문을 반드시 포함

- 재귀 호출은 알고리즘이나 자료 구조론에서는 매우 중요한 개념 중 하나 - 재귀 호출을 사용하면 복잡한 문제도 매우 간단하게 논리적으로 접근하여 표현가능

- 재귀호출의 장점 : 코드의 간결함

- 재귀호출의 단점 : 무한 재귀호출의 위험성, 성능 상의 문제

*의사 코드(pseudo code) = 특정 프로그래밍 언어의 문법에 맞춰 작성된 것이 아닌, 일반적인 언어로 알고리즘을 표현한 코드

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Memory구조

- C 프로그램이 운영체제로부터 할당받는 대표적인 메모리 공간
- 코드(code), 데이터(data) 영역, 스택(stack) 영역, 힙(heap) 영역