모두의 코드
씹어먹는 C 언어 - <15 - 1. 일로와봐, 문자열(string)>
이번 강좌에서는
널 종료 문자열(Null terminated string)
문자열 활용
문자열 입력
안녕하세요. 벌써 15 강에 도달하였습니다. 정말로, 거대한 숲을 거침없이 헤쳐왔다는 느낌이 듭니다. 제가, 첫 강좌를 올린 것이 2009년 4월 16일 이였는데, 벌써 2009년의 마지막에 다다르고(제가 이 글을 처음 시작했을 때만)있습니다. 인터넷을 뒤져보면 많은 C 언어 강좌들이 있는데, 유료 강좌 빼고는 제 강좌처럼 근성 있게 올라오는 것도 드문 것 같네요. 암튼, 저나 여러분이나 정말로 대단한 사람들 입니다 ㅎㅎ.
그 동안, 따분한 숫자들만 가지고 놀아서 조금 지루한 면이 적지 않아 있었습니다. 그래서, 이번 강좌에서는 문자들, 말그대로 문자의 나열인 문자열(string)에 대해서 이야기 해보도록 하겠습니다.
문자열은 영어로 string 이라고 하는데, 원래의 의미는 실 입니다. 그런데, 문자열을 string 이라 부르는 이유는 정말 문자열이 실 처럼 문자들이 쭈르륵 나열 된 것이기 때문이죠. 참고적으로 문자열에 대해 지금 처음 배우시는 분들은 5 강을 다시 한 번 읽어보시기 바랍니다. 아무래도 예전에 배운 내용이라 까먹었을 확률이 매우 높거든요.
그렇다면, 컴퓨터는 문자열을 어떻게 저장할까요. 앞서, 제가 쭈르륵 나열 되어 있다는 사실을 강조했다는 부분을 생각해보면, 문자열을 문자들의 배열, 즉 char 배열에 저장함을 알 수 있습니다.
널 - 종료 문자열 (Null-terminated string)
위 소제목이 무슨 뜻인지 모른다고 해서 겁을 먹으신 분들이 있을텐데, 조금 있다가 알게 될 것입니다. 앞서, 컴퓨터에서는 문자열을 char 배열에 저장한다고 하였습니다. 다시말해, 아래 그림과 같이요.
근데, 말이죠. 위와 같이 문자열 s 를 정의하였을 때, 무언가가 불편할 것 같지 않나요? 만일, 우리가 char 배열 s 에 저장된 문자들을 화면에 출력한다고 해봅시다. 이상적인 상황으로는 컴퓨터에게 "s 의 문자열을 출력해" 라고 말하면 알아서 출력해주는 것입니다. 그러나, 위와 같이 배열 s 에 문자를 저장하면 "s 의 문자열을 출력해. 근데, 그 문자가 아마 3 문자일거야" 라고 말해주어야 하는 불편함이 생긴다는 말입니다.
문자열은 말그대로 문자들이 하나로 뭉쳐서 다니는 것이기 때문에 (만일 우리가 s 의 문자열을 이용한다고 하면 첫글자 P 만 이용할 것입니까? 아니죠. 상식적으로 Psi 전체를 하나로 이용하는 것이죠), 문자열을 이용할 때 마다 문자열의 길이를 알아야 한다면 정말로 불편한 일이 아닐 수 없습니다. 그래서, C 개발자들은 아래와 같이 멋진 대안을 내놓았습니다.
위와 같이 문자열의 끝에, 여기 까지가 문자열이였습니다 라고 알려주는 종료 문자를 넣은 것입니다. 이 종료 문자는 아스키 값이 0 이고, '\0' 라고도 나타냅니다. 절대 문자 '0' 하고 헷갈리면 안됩니다. 문자 0 은 아스키 코드 값이 0 이 아니라 48 입니다. 흔히, 이 종료 문자를 가리켜서 널(Null) 이라고 부릅니다. 이제, 널 종료 문자라는 말의 의미를 알겠죠? 말그대로, 널로 끝나는 문자 라는 의미 입니다. 이것이 바로, C 언어의 문자열의 기본적인 형태 입니다.
널 문자가 들어갈 공간이 있어야 하기 때문에 3 글자라고 해도, 배열은 4 칸이 필요하게 됩니다. 위와 같이 s[4] 처럼요. 그럼, 위와 같이 널 종료 문자가 편리한 이유는 컴퓨터가 문자열의 끝을 쉽게 구할 수 있기 때문입니다. 우리가 굳이 '이 s 문자열은 3 문자인데, 출력해죠' 라고 말할 필요 없이, 's 문자열을 출력해' 란 말만 해주어도 컴퓨터가 알아서 '음, 널이 나올때 까지 출력해야지' 라고 출력한다는 것입니다.
/* 널 뽀개기 */ #include <stdio.h> int main() { char null_1 = '\0'; // 이 3 개는 모두 동일하다 char null_2 = 0; char null_3 = (char)NULL; // 모두 대문자로 써야 한다 char not_null = '0'; printf("NULL 의 정수(아스키)값 : %d, %d, %d \n", null_1, null_2, null_3); printf("'0' 의 정수(아스키)값 : %d \n", not_null); return 0; }
성공적으로 컴파일 한다면
와우. NULL 의 정수값은 모두 0 이 출력되었고, 문자 '0' 의 정수값은 48 이 출력되었습니다.
char null_1 = '\0'; // 이 3 개는 모두 동일하다 char null_2 = 0; char null_3 = (char)NULL;
위 세개의 문장의 각 char 변수에는 모두 동일한 값, 즉 0 이 들어가게 됩니다. null_1 의 경우 \0 의 값, 즉 \0 의 아스키 값이 들어가는데 \0 의 아스키 값은 0 입니다. 왜 '0' 이라 안쓰고 \0 이라 쓰는지는 알겠죠? '0' (문자 0) 의 아스키값은 48 이기 때문입니다.
(위에서 확인할 수 있듯이) 마찬가지로 null_2 에는 0 이 들어가고, null_3 에는 NULL 의 값이 들어가는데, NULL 은 0 이라고 정의되어 있는 상수 입니다. 따라서, null_3 에도 0 이 들어갑니다.
char not_null = '0';
반면의 not_null 의 경우 문자 '0' 의 아스키값이 들어가는데, 문자 0 의 아스키값은 48 입니다. 따라서, not_null 의 정수값을 출력할 때 48 이 출력되었습니다. 위 예제를 통해 우리는 문자열의 마지막에는 종료 문자로 '\0' 이나 NULL 혹은 문자 0 이 아닌 0 이란 값 자체를 사용할 수 있음을 알았습니다.
컴파일 오류
warning C4047: '초기화 중' : 'char'의 간접 참조 수준이 'void *'과(와) 다릅니다.
참고적으로, 컴파일 시 위와 같은 경고를 만나는 분들이 있을 것입니다. 대다수의 경우 경고는 중요한 역할을 하지만 여기서의 경고는 별로 중요하지 않으니 상관하지 않으셔도 됩니다. 나중에, 위 경고가 왜 나왔는지 이야기 해보죠.
아래 예제를 통해 확실히 알아보죠.
/* 문자열의 시작 */ #include <stdio.h> int main() { char sentence_1[4] = {'P', 's', 'i', '\0'}; char sentence_2[4] = {'P', 's', 'i', 0}; char sentence_3[4] = {'P', 's', 'i', (char)NULL}; char sentence_4[4] = {"Psi"}; printf("sentence_1 : %s \n", sentence_1); // %s 를 통해서 문자열을 출력한다. printf("sentence_2 : %s \n", sentence_2); printf("sentence_3 : %s \n", sentence_3); printf("sentence_4 : %s \n", sentence_4); return 0; }
성공적으로 컴파일 했다면
오오오. 모두 Psi 가 성공적으로 출력되었습니다. 일단, 각 문자열을 정의하는 것 부터 살펴보도록 합시다.
char sentence_1[4] = {'P', 's', 'i', '\0'}; // \0 는 아스키값이 0 인 문자, 즉 종료 문자이다
일단, 첫번째 형식. 위는 sentence_1 이라는 크기가 4 인 char 배열을 정의하는 문장입니다. 각 원소에 차례로 'P', 's', 'i' 가 들어가고 그 뒤에 종료 문자 '\0' 이 들어갔습니다. 즉, sentence_1 은 완벽한 널 종료 문자열입니다. 마찬가지로 생각하면 sentence_2, sentence_3 도 널 종료 문자열 임을 알 수 있습니다. 그렇다면 sentence_4 의 정의 부분을 봅시다.
char sentence_4[4] = {"Psi"};
음. 이전까지 보아왔던 정의 형태 보다 약간 다르군요. 사실, 각 문자를 작은 따옴표로 표시해서 배열에 저장하는 일은 매우 번거로운 일이 아닐 수 없습니다. 그래서 C 언어에서는 위와 같이 문자들을 쭉 나열한 것을 큰 따옴표로 묶어주게 되면 알아서 각각의 문자로 넣어줍니다.
이 때, 널 문자는 뒤에 자동으로 추가 되니 굳이 큰따옴표 안에 특별히 명시해줄 필요는 없습니다.
초보자들이 흔히 하는 실수가 위와 같이 "Psi" 로 정의해놓고 배열의 크기를 3 으로 잡는 사람들이 간혹 있습니다. 이렇게 되면 sentence 에는 끝에 NULL 이 들어가지 않으므로 sentence 의 문자열을 출력하라고 했을 때 NULL 이 언제 나올지 모르기 때문에 혀용되지 않는 메모리 범위를 읽게되는 문제가 발생합니다.
반드시 널 문자를 위한 공간 하나를 더 추가하는 것을 잊지 마시기 바랍니다.
아무튼, 위와 같이 정의하면 이전의 sentence_1~3 과 정확히 동일한 문자열이 됩니다.
printf("sentence_4 : %s \n", sentence_4);
위는 'sentence_4 부터 들어 있는(sentence_4 는 배열의 시작점을 가리키고 있다는 사실을 알고 있겠죠?) 문자열을 출력해달라' 라는 의미로 %s 를 이용하였습니다. 이전의 %c 는 한 문자만을 출력하는 것이지만 %s 를 이용한다면 sentence_4 에서 부터 널이 나올 때 까지 문자를 계속 출력하게 됩니다.
따라서, 위와 같이 Psi 가 예쁘게 출력된 것입니다.
여기 까지 도달 하셨다면 약간 헷갈리는 것이 있을 수 있습니다. " " 와 '' 의 차이점은 뭐지? 말이죠. 저의 경우 이를 잘 이해하지 몰라서 많은 시간 애를 먹었는데 여기 여러분을 위해 "" 와 '' 의 차이점을 깔끔하게 정리한 표를 소개합니다.
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큰따옴표는 문자열 (한 개 이상의 문자)를 지정할 때 사용된다. | 작은 따옴표는 한 개의 문자를 지정할 때 사용된다. |
예) | 예) |
무언가 깔끔하게 정리된 느낌이 드나요? 사실, 아직 들기는 힘듧니다. 다만, 이 강좌의 끝부분을 읽고 있을 때 쯤이면 그 차이가 완전히 머리속에서 정리 되기를 바랍니다.
/* 포인터 간단 복습 */ #include <stdio.h> int main() { char word[30] = {"long sentence"}; char *str = word; printf("%s \n", str); return 0; }
성공적으로 컴파일 하였다면
위 예제는 사실 단순합니다. 우리가 이전에 배운 내용에 따르면 char* 을 이용해서 char 배열을 가리킬 수 있다고 하였습니다. 위는 이를 그대로 적용 시킨 것으로 str 이라는 char 을 가리키는 포인터가 배열 word 를 가리키고 있습니다. 따라서,
printf("%s \n", str);
에서 str 이 가리키는 것을 문자열로 출력 (즉, 널이 나올때 까지 출력) 해 위와 같이 long sentence 가 나오게 된 것입니다.
/* 문자열 바꾸기 */ #include <stdio.h> int main() { char word[] = {"long sentence"}; printf("조작 이전 : %s \n", word); word[0] = 'a'; word[1] = 'b'; word[2] = 'c'; word[3] = 'd'; printf("조작 이후 : %s \n", word); return 0; }
성공적으로 컴파일 하였다면
사실 위 과정도 매우 단순합니다. 일단, 첫번째로 문자열을 정의하는 부분부터 살펴봅시다.
char word[] = {"long sentence"};
오잉? 원소의 개수를 지정하는 부분에 아무런 숫자도 써있지 않습니다. 하지만, 여태까지 강좌를 열심히 보아왔던 분들에게는 별 이상하게 느껴지지 않을 것 입니다. 왜냐하면 [ ] 안을 빈칸으로 두었다는 뜻은 컴파일러가 알아서 원소의 수를 세어서 빈칸을 채워 넣으라는 뜻이지요.
따라서, 우리는 귀찮게 한글자 한글자 세어서 값을 써줄 필요 없이 단순히 빈칸으로 남겨 놓으기만 하면 됩니다. (물론 배열의 정확한 크기를 알아야 할 상황이 온다면 특별히 값을 명시해 주어야 겠지만)
word[0] = 'a'; word[1] = 'b'; word[2] = 'c'; word[3] = 'd';
위와 같이 word 배열의 첫 4 개의 원소를 각각 a,b,c,d 로 변경하였습니다. 따라서 아래 printf 문에서 long 부분이 abcd 로 변경된 모습을 볼 수 있게 됩니다.
문자의 개수를 세자
나중에 프로그래밍을 하다 보면 특정한 문자열에 들어 있는 문자의 개수를 세는 일이 많을 것 입니다. 이를 수행하는 함수를 만들어 봅시다. 먼저, 여러분들께서 아래의 코드를 보지 말고 한 번 직접 작성해 보세요.
#include <stdio.h> int str_length(char *str); int main() { char str[] = {"What is your name?"}; printf("이 문자열의 길이 : %d \n", str_length(str)); return 0; } int str_length(char *str) { int i = 0; while (str[i]) { i++; } return i; }
성공적으로 컴파일 하였다면
소스 코드가 머리에 잘 다가오면 좋겠지만 일단 중요한 부분만 설명하고자 합니다.
int str_length(char *str) { int i = 0; while (str[i]) { i++; } return i; }
일단 우리가 만들게 될 함수 이름은 str_length 함수 입니다. 인자는 char 형을 가리키는 포인터 형태 이므로, char 배열을 취할 수 있음을 알 수 있습니다. 이전에 함수 강좌에서도 이야기 했지만 일차원 배열을 가리키는 포인터는 (그 배열의 형)* 이라고 했죠? 아무튼, str 을 통해 문자열 배열을 가리킬 수 있습니다.
while (str[i]) { i++; }
일단 while 문의 조건 부분에는 str[i] 가 들어 있습니다. 이 말은 즉슨, str[i] 가 0 이 될 때 까지 i 의 값을 계속 증가 시키겠다죠? 그런데 문자열에서 str[i] 가 0 이 되는 순간은 언제일까요. 바로 NULL 문자 일 때, 즉 문자열의 끝 부분에 도달하였을 때 0 이 되는 것입니다. 다시말해 while 문에서 str[i] 가 문자열의 끝 부분이 될 때 i 값의 증가를 멈춘다는 것이지요.
따라서 i 에는 맨 마지막의 NULL 문자를 제외한 나머지 문자들의 총 개수가 되는 것입니다.
문자열 입력받기
/* 문자열 입력 */ #include <stdio.h> int main() { char words[30]; printf("30 자 이내의 문자열을 입력해주세요! : "); scanf("%s", words); printf("문자열 : %s \n", words); return 0; }
이번에는 문자열을 입력 받는 방법에 대해 이야기 하고자 합니다. 이전에 5 강에서 문자를 입력받는 방법에 대해 이야기한 적이 있는데 기억이 나실련지요? 문자열을 입력 받는 것도 그다지 다를 바 없습니다.
char words[30];
일단 최대 29 글자 까지 저장할 수 있는 문자 배열 words 를 생성하였습니다. 왜 30 글자가 아니라 29 글자인지는 잘 알겠지요? 끝에 널이 들어가기 때문이죠.
printf("30 자 이내의 문자열을 입력해주세요! : "); scanf("%s", words);
이제, scanf 를 통해서 문자열을 입력받습니다. 일단, 입력 받는 형식이 %s 입니다. 기존의 하나의 문자는 %c 였는데 , 문자열의 경우 %s 를 이용합니다. 또한, 두번째 인자에 words 를 써주었는데, 약간 이상합니다. 이전에 입력 받을 때 에는
char c; scanf("%c", &c);
와 같이 & 를 이용해서 주소값을 전달하였는데 여기서는 & 를 붙이지 않았습니다. 하지만, 여태까지의 강좌를 잘 읽어보셨고 특히 함수에 대해 잘 공부하신 분이라면 별 이상한 점을 못느꼇을 것입니다. 왜냐하면 words 라는 배열의 이름 자체가 배열을 가리키고 있는 포인터 이기 때문에 words 의 값을 전달함으로써 배열의 (시작) 주소값을 잘 전달할 수 있습니다.
scanf 함수는 잘 아시다싶이 엔터가 나올 때 까지 입력을 받습니다. 그런데 말이죠. 우리가 문자열을 적는데 띄어쓰기를 한다면 아래와 같이 이상한 일이 발생한다는 사실을 알 수 있습니다.
분명히 scanf 는 엔터가 나오면 입력을 종료하는데 왜 what is your name? 에서 what 부분만 입력이 되었냐죠. 사실 이 부분에 대해서 설명하면 이번 강좌가 너무너무 길어지기 때문에 다음 강좌로 미루도록 합시다. 아무튼. 다음 강좌가 나올 때 까지 인터넷으로 조사 좀 해보세요. 그럼 이번 강좌는 여기에서 마칩니다.
생각해보기
문제 1
놀랍게도 배열을 할당하지 않고도 다음과 같이 문자열을 지정할 수 있습니다.
char *str = "abcdefghi"; printf("%s", str); /* 하면 잘 출력된다.*/
그렇다면 위 str 과 char c_str[]={"abcdefghi"}; 의 차이점은 무엇일까요? (난이도 : 上)
문제 2
다음 문장이 왜 성립하지 않는지 생각해보세요 (난이도 : 中上)
char str_a[] = "abc"; char str_b[] = "abc"; if (str_a == str_b) { /* 이 부분이 실행되지 않는다.*/ }
문제 3
(2) 의 답을 얻었다면 두 개의 문자열을 비교하는 함수를 만들어서 같으면 1, 다르면 0 을 리턴하게 해보세요. (난이도 : 中)
