C++ 타입과 수식에 대해 학습하기 (2)

C++ 타입과 수식에 대해 학습하기 (1)

 

 

배열이란?

동일 타입의 변수의 집합

 

정의 방법

type 변수명[n]

 

ex) int values[5] = {0, 10, 20, 30, 40};

 

 

 

배열의 원소 값은 배열을 정의할 때 초기화 될 수 있다

 

(1) 배열의 크기는 초기화 목록의 크기로 결정된다

- 즉 int intArray2[] = {1,2,3,4}; 는 int intArray2[4] = {1,2,3,4}; 와 동일하다

 

(2) 지정되지 않은 원소의 초기값은 0으로 결정된다

- 즉 intArray3[3] = {1,2}; 라고 한다면 int intArray3[3] = {1, 2, 0} 으로 비어있는 원소는 0으로 초기값이 결정된다.

 

(3) 문자의 배열은 문자열 리터럴을 이용하여 초기화된다.

- char strArray1[] = "a string" ; 는 char strArray1[] = {'a', ' ', 's', 't', 'r', 'i', 'g', 0}; 와 동일하다

 

(4) 클래스 객체의 배열도 가능하다

- string names[5] = {string("Kim"), string("Park")} ; 는  string names[5] = {'Kim', 'Park', 0, 0, 0} ;

- 이를 실행시키면 names 배열은 {"Kim", "Park", "", "", ""}로 초기화된다

 

 

 

 

2차원 배열

- 다른 배열을 원소로 가진다

 

정의방법

type 변수명[행][열]

 

ex) int values[3][5];

 

 

- 열의 개수만큼 점프해야 하므로 5는 예시이며, 열의 개수만큼 넣어주어야 한다.

 

 

 

 

 

동적 1차원 배열

 

- new와 delete를 이용하여 프로그램 실행 중에 크기를 결정할 수 있는 동적 배열을 정의

- heap(힙) 메모리에 공간 부여

 

cpp

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#include <iostream>
using namespace std ;
int main() {
​​​​cout << "1차원 배열의 크기를 입력하시오." << endl;
​​​​int intSize;
​​​​cin >> intSize;
​​​​// new로 입력된 크기만큼의 int를 할당
​​​​int* const intArray = new int[intSize];
​​​​for (int i = 0 ; i < intSize ; i++)
‌​​​​cin >> intArray[i];
​​​​delete[] intArray; //delete로 할당된 메모리 반환
}

 

 

 

 

 

포인터의 동적 배열

 

- stack 메모리에서 heap 메모리를 포인터한다

- heap 메모리에는 포인터가 존재하며, stack 메모리에는 배열의 값이 있다.

 

 

 

 

 

동적 2차원 배열

 

- stack 메모리에서 heap 메모리를 포인터한다

- heap 메모리에는 포인터가 존재하며, stack 메모리에는 배열의 값( ex) intArrayA, intArrayB )이 있다.

cpp

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#include <iostream>
using namespace std ;
int main() {
​​​​cout << "행렬의 크기를 입력하시오." << endl;
​​​​int rowSize, columnSize;
​​​​cin >> rowSize >> columnSize;
​​​​
​​​​cout << "행렬A [" << rowSize << " X " << columnSize << "]의 값을 입력하시오. \n";
​​​​int ** const intArrayA =new int*[rowSize];
​​​​for (int i = 0 ; i < rowSize ; i++){
​​​​​​​​intArrayA[i] =new int[columnSize];
​​​​​​​​for (int j = 0 ; j < columnSize ; j++) cin >> intArrayA[i][j];
​​​​}
​​​​cout << endl;       
​​​​cout << "행렬B [" << rowSize << " X " << columnSize << "]의 값을 입력하시오. \n";
​​​​int ** const intArrayB =new int*[rowSize];
​​​​for (int i = 0 ; i < rowSize ; i++){
​​​​​​​​intArrayB[i] =new int[columnSize];
​​​​​​​​for (int j =  ; j < columnSize ; j++) cin >> intArrayB[i][j];
​​​​}

‌cout << endl << "행렬A + B는" << endl;
​​​​for (int i = 0 ; i < rowSize ; i++){
​​​​​​​​for (int j = 0 ; j < columnSize ; j++) {
​​​​​​​​​​​​const int a = intArrayA[i][j];
​​​​​​​​​​​​const int b = intArrayB[i][j];
​​​​​​​​​​​​cout << a << " + " << b << " = " << a+b << '\t' ;
​​​​​​​​}
​​​​​​​​cout << endl;
​​​​}
​​​​
​​​​//intArrayA, intArrayB를 delete해 주어야 함
​​​​for (int i = 0 ; i < rowSize ; i++) {
‌​​​​delete [] intArrayA[i];
​​​​​​​​delete [] intArrayB[i];
​​​​}
​​​​
​​​​delete [] intArrayA ;
​​​​delete [] intArrayB ;
}

 

 

 

 

 

 

나열형(enum) = 열거형

- 몇가지 한정된 값을 가지는 타입

- 가질 수 있는 모든 값들을 나열함으로써 정의

 

ex)

cpp

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enum Grade { FRESH = 1, SOPHOMORE, JUNIOR, SENIOR };

 

• FRESH = 1은 나열형 상수 FRESH에 값 1을 명시적으로 할당한다.
• 이후에 나오는 나열형 상수들은 별도로 값을 지정하지 않으면, 바로 이전 값보다 1씩 증가한 값을 자동으로 가지게 됨따라서, SOPHOMORE는 2, JUNIOR는 3, SENIOR는 4
• 만약 FRESH에 = 1을 지정하지 않고 그냥 FRESH라고만 했다면, C++에서 나열형의 첫 번째 상수는 기본적으로 0의 값을 가진다. 그 후로 나오는 상수들은 그 앞의 값에 1씩 더해져 할당된다. ex) 0, 1, 2, 3

 

cpp

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Grade curGrade = FRESH;

 

- 나열형 타입 이름은 int, float 등과 동일한 방식으로 변수를 정의할 때 타입 이름으로서 사용

- curGrade는 별칭(변수 이름)을 부여한 것이다.

 

 

 

 

나열형의 형변환

 

- 나열형 타입의 리터럴은 내부적으로 int 타입으로 처리함

 

(1) 나열형 -> int 타입으로 묵시적으로 형변환

 

(2) int값 -> 나열형 타입으로 명시적으로 형변환

 

 

 

 

 

나열형의 활용

 

- 가독성을 위해

 

- 결함방지를 위해

 

 

 

 

 

 

구조체(struct)

 

- 기존 타입의 변수들의 조합으로서 새로운 타입을 정의

 

C++에서의 구조체(struct)는 C언어에서의 구조체와 유사하지만, 몇 가지 중요한 차이점이 있다.

이 차이점들은 C++이 객체지향 언어로 발전하면서 구조체의 기능이 확장된 것과 관련이 있다.

 

 

 

1. 구조체 멤버의 기본 접근 제한자

• C언어: C에서 구조체의 멤버는 기본적으로 공개(public)
• C++: C++에서도 구조체의 멤버는 기본적으로 공개(public)  그러나, C++에서는 클래스와 마찬가지로 접근 지정자(public, private, protected)를 사용할 수 있다.

 

 

2. 구조체와 클래스의 차이

• C언어: C에서는 구조체와 클래스의 개념이 없다. 구조체는 단순히 여러 데이터 타입을 묶는 데 사용
• C++: C++에서는 구조체와 클래스의 기능이 거의 동일하다. 둘의 유일한 차이점은 기본 접근 제한자입니다.
  • 구조체의 멤버는 기본적으로 public
  • 클래스의 멤버는 기본적으로 private

cpp

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struct MyStruct {
​​​​int x;       // public by default
};

class MyClass {
​​​​int x;       // private by default
};

 

 

 

3. 멤버 함수의 정의

• C언어: 구조체 내부에 함수를 정의할 수 없다. 구조체는 데이터만을 포함
• C++: 구조체 내부에 멤버 함수를 정의할 수 있다. 사실상 클래스와 같은 방식으로 구조체를 사용할 수 있다

cpp

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struct MyStruct {
​​​​int x;
​​​​void print() {  // 구조체 내에 멤버 함수 정의 가능
​​​​​​​​std::cout << "x = " << x << std::endl;
​​​​}
};

 

 

 

4. 상속과 다형성

• C언어: C에서는 구조체가 상속이나 다형성을 지원하지 않는다.
• C++: C++에서는 구조체도 클래스처럼 상속을 지원하며, 다형성을 구현할 수 있다. 즉, 구조체를 사용해 객체지향 프로그래밍을 할 수 있다.

cpp

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struct Base {
​​​​int x;
};

struct Derived : public Base {
​​​​int y;
};

 

5. 생성자와 소멸자

• C언어: C에서는 구조체에 생성자나 소멸자를 정의할 수 없다. 구조체의 메모리를 초기화하거나 해제하는 작업은 수동으로 처리해야 함
• C++: C++에서는 구조체에도 생성자와 소멸자를 정의할 수 있다. C++의 구조체는 클래스와 동일한 방식으로 생성자와 소멸자를 사용할 수 있다.

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struct MyStruct {
​​​​int x;
​​​​MyStruct(int val) : x(val) {}  // 생성자
​​​​~MyStruct() {}                 // 소멸자
};

 

 

 

6. 템플릿 지원

• C언어: C에서는 구조체에 템플릿 기능이 없다.
• C++: C++에서는 구조체도 템플릿을 지원하여, 제네릭 프로그래밍이 가능하다.

cpp

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template <typename T>
struct MyStruct {
​​​​T value;
};

 

 

 

7. 기타 차이점

• 연산자 오버로딩: C++에서는 구조체에서도 연산자 오버로딩을 할 수 있다. 이는 C에서 지원되지 않는 기능
• 동적 메모리 관리: C++의 구조체는 C++의 동적 메모리 관리 기능(예: new 및 delete)과 잘 통합된다. C에서는 이러한 기능이 구조체와 통합되지 않았으며, 수동으로 메모리를 할당 및 해제해야 한다.

 

 

 

 

공용체(Union : 유니온)

 

- 동일한 공간을 공유하는 여러개의 변수를 정의

 

ex)

 

 

 

구조체와 공용체의 차이

 

- 메모리 효율이 달라진다.

- 그러나 동일한 메모리를 사용하고 있으므로 공용체의 각 필드의 값은 서로 영향을 미칠 수 있으므로 주의한다.

 

사용 주의 예시)

 

 

 

 

typedef

 

- 기존의 타입과 동일한 역할을 하는 새로운 타입 별칭을 정의한다.

cpp

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typedef unsigned int Age;
typedef double celsius t ;
typedef double fahrenheit_t;

 

- 새롭게 정의된 타입 이름은 변수의 정의, 함수의 매개변수 타입 등으로 동일하게 사용

cpp

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Age me = 20;
celsius_t getCelsius(fahrenheit_t f);