Chapter 9. 구조체

‘쉽게 풀어쓴 C언어 Express - 천인국’ 13장 학습 내용

소스코드

1절. 정의

자료형 분류

• 구조체와 유사

구조체의 필요성

• 연관성 있는 서로 다른 개별적인 자료형의 변수들을 하나의 단위로 묶은 새로운 자료형
• 연관된 멤버로 구성되는 통합 자료형으로 대표적인 유도 자료형
  • 기존 자료형으로 새로이 만들어진 자료형은 유도 자료형(derived data types)

구조체 개념

구조체와 배열

구조체 정의 개념

• 구조체를 자료형으로 사용하려면 먼저 구조체를 정의
  • 구조체를 만들 구조체 틀(template)을 정의

구조체 정의 구문

구조체 정의 위치

• 구조체 정의는 정의 위치에 따라 구조체의 유효 범위 결정
• 구조체의 정의도 변수 선언처럼 유효범위는 전역(global) 또는 지역(local)
  • 전역(global)
    • main() 함수 외부 상단에서 정의된 구조체
  • 지역(local)
    • main() 함수 또는 다른 함수 내부에서 정의된 구조체

2절. 선언

구조체 선언

구조체 선언 예시

// 화면 좌표
struct point{
	int x;	// x 좌표
	int y;	// y 좌표
};

// 날짜
struct date{
	int month;	// 월
	int day;	// 일
	int year;	// 년도
};

// 복소수
struct complex{
	double real;	// 실수부
	double image;	// 허수부
};

// 사각형
struct rectangle{
	int x, y;	// x, y
	int width;	// 너비
	int height;	// 높이
};

구조체 변수 선언

• 구조체 정의와 구조체 변수 선언은 다름

struct accout{
	char name[12];	// 계좌주 이름
	int actnum;	// 계좌 번호
	double balance;	// 잔고
};

struct account mine = {"홍길동", 1001, 300000};

3절. 구조체 멤버

구조체 초기화

• 중괄호를 이용하여 초기값 나열
  • 초기화 값은 중괄호 내부에서 각 멤버 정의 순서대로 초기값을 쉼표로 구분하여 나타냄
  • 기술되지 않은 멤버값들은 자료형에 따라 기본값인 0, 0.0, ‘\0’ 등으로 저장

struct student{
	int number;
	char name[10];
	double grade;
};

struct student s1 = { 24, "Kim", 4.3 };

구조체 멤버 참조

학생 정보 출력 예제

#include <stdio.h>

struct student{
	int number;		// 정수형 변수이자 학번을 저장할 변수 number를 생성
	char name[10];		// 문자형 배열이자 이름을 저장할 배열 name[10]을 생성
	double grade;		// 실수형 변수이자 학점을 저장할 변수 grade를 생성
};
int main(void){
	struct student s;
	// 구조체 student를 변수 s로 선언

	s.number = 20190001;		// 구조체 안의 변수 number의 값을 2019000로 초기화
	strcpy(s.name, "홍길동");	// 구조체 안의 배열 name[10]의 값을 홍길동으로 초기화
	// 문자열 배열은 문자열 변수와 다르게 strcpy() 함수를 이용하여 문자열로 변경

	s.grade = 4.3;				// 구조체 안의 변수 grade의 값을 4.3으로 초기화

	printf("학번 : %d\n", s.number);		// 학번을 구조체를 이용한 변수 s.student로 출력
	printf("이름 : %s\n", s.name);			// 이름을 구조체를 이용한 변수 s.name로 출력
	printf("학점 : %f\n", s.grade);			// 학점을 구조체를 이용한 변수 s.grade로 출력

	return 0;
}

// 출력 예시
// 학번 : 20190001
// 이름 : 홍길동
// 학점 : 4.3

학생 정보 입력받고 출력하는 예제

#include <stdio.h>

struct student{
	int number;			// 학번
	char name[10];		// 이름
	double grade;		// 학점
};
int main(void){
	struct student s;

	printf("학번을 입력하세요 : ");
	scanf_s("%d", &s.number);

	printf("이름을 입력하세요 : ");
	scanf_s("%s", s.name, 16);
	// name : 배열의 이름
	// 이미 배열을 가리키는 포인터(& 표시 X)


	printf("학점을 입력하세요(실수) : ");
	scanf_s("%lf", &s.grade);

	printf("학번 : %d\n", s.number);
	printf("이름 : %s\n", s.name);
	printf("학점 : %lf\n", s.grade);

	return 0;
}

// 출력 예시
// 학번을 입력하세요 : 20190001
// 이름을 입력하세요 : 홍길동
// 학점을 입력하세요(실수) : 4.3
// 학번 : 20190001
// 이름 : 홍길동
// 학점 : 4.3

구조체를 멤버로 가지는 구조체

struct date{		// 구조체 선언
	int year;	// 년
	int month;	// 월
	int day;	// 일
};

struct account{
	struct date open;	// 계좌 개설일자			// 구조체 안에 구조체 포함
	char name[12];		// 계좌주 이름
	int actnum;		// 계좌번호
	double balance;		// 잔고
};
struct account me = {{2012, 3, 9}, "홍길동", 1001, 30000 };	// 구조체 변수 선언

// 멤버 참조
me.open.year = 2024;
me.open.month = 2;
me.open.month = 15;

구조체 변수의 대입과 비교

• 같은 구조체 변수끼리 대입은 가능하지만 비교는 불가능

```C(다시 작성) struct point{ int x; int y; };

int main(void){ struct point p1 = {10, 20}; struct point p2 = {30, 40};

p2 = p1;
// 대입 가능

// if(p1 == p2)				printf("p1 and p2 are same!");
// 위의 if문은 올바른 비교가 아니며 이 비교문을 사용할 경우 컴파일 오류가 발생

if((p1.x == p2.x) && (p1.y == p2.y))	printf("p1 and p2 are same!");
// 즉, 각각의 요소들을 한 번에 비교할 수 없음
// 하나의 요소들마다 비교해야 함 ```

4절. 구조체 배열

구조체 배열

• 구조체를 여러 개 모은 것

struct student{
	int number;
	char name[20];
	double grade;
};

int main(void){
	struct student list[100];
	// 구조체의 배열 선언
	// 구조체 100개를 저장 가능

	list[2].number = 24;
	strcpy(list[2].name, "홍길동");
	list[2].grade = 4.3;
}

구조체 배열의 초기화

• 배열 초기화 안에 구조체 초기화가 필요하므로 중괄호 안에 중괄호를 사용

struct student list[3] = {
	{ 1, "Park", 3.42 },
	{ 2, "Kim", 4.31 },
	{ 3, "Lee", 2.98 }
};

구조체 배열 변수 선언

학생 정보 입력 예제

#define SIZE 3
#include <stdio.h>

struct student {
	int number;
	char name[20];
	double grade;
};

int main(void) {
	struct student list[SIZE];
	int i;

	for(i = 0; i < SIZE; i++) {
		printf("학번을 입력하세요 >> ");
		scanf("%d", &list[i].number);

		printf("이름을 입력하세요 >> ");
		scanf("%s", list[i].name);

		printf("학점을 입력하세요(실수) >> ");
		scanf("%lf", &list[i].grade);
	}

	for(i = 0; i< SIZE; i++)	// 배열 list[]에 저장된 값 출력
		printf("학번 : %d, 이름 : %s,  학점 : %f\n", list[i].number, list[i].name, list[i].grade);
	return 0;
}

// 출력 예시
// 학번을 입력하세요 >> 20240001
// 이름을 입력하세요 >> 홍길동
// 학점을 입력하세요(실수) >> 4.0
// 학번을 입력하세요 >> 20240002
// 이름을 입력하세요 >> 김코딩
// 학점을 입력하세요(실수) >> 4.32
// 학번을 입력하세요 >> 20240003
// 이름을 입력하세요 >> 박코딩
// 학점을 입력하세요(실수) >> 3.28
// 학번 : 20240001, 이름 : 홍길동, 학점 : 4.000000
// 학번 : 20240002, 이름 : 김코딩, 학점 : 4.320000
// 학번 : 20240003, 이름 : 박코딩, 학점 : 3.280000

5절. 구조체와 포인터

문자열을 처리하기 위한 포인터 char *와 배열 char []

• char 포인터
  • 문자열의 첫 문자 주소를 저장하므로 문자열 상수의 주소로 사용

char *dept;		// 학과 이름
char name[12];		// 학생 이름

• char 배열
  • 문자열을 구성하는 모든 문자를 하나씩 저장
  • 마지막에 ‘\0’ 문자를 저장하여 사용
• char 포인터와 char 배열

구조체와 포인터

• 구조체를 가리키는 포인터
• 포인터를 멤버로 가지는 구조체

구조체를 가리키는 포인터

struct student{
	int number;
	char name[20];
	double grade;
};
int main(void){
	struct student s = { 24, "Kim", 4.3 };
	struct student *p;
	// 구조체를 가리키는 포인터 생성
	// 포인터 p는 student 구조체를 가리킬 수 있는 포인터

	p = &s;
	// 구조체 포인터 p와 구조체 s를 연결하려면 s의 주소를 추출하여 p에 대입
	// 구조체 주소를 포인터에 대입

	printf("학번 : %d 이름 : %s 학점 : %f\n", s.number, s.name, s.grade);
	printf("학번 : %d 이름 : %s 학점 : %f\n", (*p).number, (*p).name, (*p).grade);
	// 포인터를 통해 구조체의 정보에 접근
	// (*p)는 구조체가 됨
	return 0;
}

구조체의 포인터 변수 선언

• 변수 os를 선언
  • 문장 lecture *p = &os;
    • lecture 포인터 변수 p에 &os 저장
    • 포인터 p로 구조체 변수 os 멤버 참조 가능

-> 연산자 : 구조체 포인터

• -> 연산자는 구조체 포인터
  • 구조체 멤버를 참조할 때 사용

struct student{
	int number;
	char name[20];
	double grade;
};
int main(void){
	struct student s = { 24, "Kim", 4.3 };
	struct student *p;
	// 구조체를 가리키는 포인터 생성
	// 포인터 p는 student 구조체를 가리킬 수 있는 포인터

	p = &s;
	// 구조체 포인터 p와 구조체 s를 연결하려면 s의 주소를 추출하여 p에 대입
	// 구조체 주소를 포인터에 대입

	printf("학번 : %d 이름 : %s 학점 : %f\n", p->number, p->name, p->grade);
	return 0;
}

포인터 변수의 구조체 멤버 접근 연산자 ->

• 포인터 p가 가리키는 구조체 변수의 멤버 name을 접근하는 연산식
• p->type, p->credit, p->hours
  • 각각 os.type, os.credit, os.hours를 참조
  • ->에서 -와 > 사이에 공백이 들어갈 수 없음
• 연산식 (*p).name으로도 사용 가능
  • (*p).name은 *p.name과 다르다는 것을 주의
    • _p.name은 _(p.name)과 같은 연산식
    • p가 포인터이므로 p.name은 문법 오류 발생

• 접근연산자 ->와 .의 연산자 우선 순위
  • 간접연산자 *를 포함한 다른 어떠한 연산자 우선순위보다 가장 높음
    • 연산자 ->와 .은 우선순위 1위이며 결합성은 좌에서 우
    • 연산자 *은 우선순위 2위이고 결합성은 우에서 좌

struct student *p;

struct student s = { 24, “Kim”, 4.3 };
struct student *p;

p = &s;

printf("학번 : %d 이름 : %s 키 : %f \n", p->number, p->name, p->grade);

학생 정보 출력 예제

#define SIZE 3
#include <stdio.h>

struct student {
	int number;
	char name[20];
	double grade;
};

int main(void) {
	struct student s = { 1, "홍길동", 4.3 };
	struct student *p;

	p = &s;

	printf("학번 : %d, 이름 : %s,  학점 : %f\n", s.number, s.name, s.grade);
	printf("학번 : %d, 이름 : %s,  학점 : %f\n", (*p).number, (*p).name, (*p).grade);
	printf("학번 : %d, 이름 : %s,  학점 : %f\n", p->number, p->name, p->grade);

	return 0;
}

// 출력 예시
// 학번 : 20240001, 이름 : 홍길동, 학점 : 4.300000
// 학번 : 20240001, 이름 : 홍길동, 학점 : 4.300000
// 학번 : 20240001, 이름 : 홍길동, 학점 : 4.300000

포인터를 멤버로 가지는 구조체 예제

#include <stdio.h>

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

struct student {
	int number;
	char name[20];
	double grade;
	struct date *dob;
	// 위의 date 구조체를 멤버로 가지는 student 구조체
};

int main(void){
	struct date d = { 3, 20, 2000 };
	struct student s = { 20240001, "홍길동", 4.3 };

	s.dob = &d;

	printf("학번 : %d\n", s.number);
	printf("이름 : %s\n", s.name);
	printf("학점 : %f\n", s.grade);
	printf("생일 : %d년 %d월 %d일\n", s.dob->year, s.dob->month, s.dob->day);

	return 0;
}

// 출력 예시
// 학번 : 20240001
// 이름 : 홍길동
// 학점 : 4.300000
// 생일 : 2000년 3월 20일

6절. 구조체와 함수

구조체와 함수

• 구조체를 함수의 인수로 전달하는 경우
  • 구조체의 복사본이 함수로 전달
  • 만약 구조체의 크기가 크면 그만큼의 시간과 메모리 소요

• 구조체의 포인터를 함수의 인수로 전달하는 경우
  • 시간과 메모리 절약 가능
  • 원본 훼손의 가능성 존재

구조체를 반환하는 경우

• 복사본이 반환됨