C++ Primer 02

학습목표

• C++ 프로그램 작성법
• #include 전처리 지시자
• cout 객체를 사용한 출력
• endl의 사용하는 시점과 방법
• cin 객체를 사용한 입력
• C++ 프로그램의 일반적인 형식
• main()함수
• C++ 프로그램에 주석문 달기
• 변수의 선언과 사용
• 간단한 함수의 정의와 사용

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2.1 C++의 시작

// myfirst.cpp

#include <iostream>

int main()
{
	using namespace std;
	cout << "C++의 세계로 오십시오.";
	cout << endl;
	cout << "후회하지 않으실겁니다!" << endl;
	return 0;
}

main() 함수

int main()			// 함수 머리
{					// 함수 몸체 시작
	...				// 구문들(statement)
	return 0;
}					// 함수 몸체 끝

함수 머리(function header) + 함수 몸체(function body) = 함수 정의(function definition)

• 함수 머리 : 함수를 프로그램의 다른 부분과 연결하는 고리 역할 int main()
  • int : 함수 리턴형(function return type), 리턴값이 없는 경우에는 void로 지정
    main()함수의 경우 리턴구문이 명시되어있지 않으면 return 0;가 암시적으로 실행됨
  • main : 함수명, 모든 C++ 프로그램에는 main()함수가 반드시 하나 있어야 하며 main()함수로부터 실행을 개시함
    단, DLL 모듈 등 독립된 프로그램이 아닌 경우에는 main()함수가 필요하지 않을 수 있음
  • () : 인자 리스트(argument list) 혹은 매개변수 리스트(parameter list)
    • 매개변수 : 하나의 함수에서 다른 함수로 전달되는 정보
      매개변수를 받지 않는 경우를 (void)의 형식을 통해 명시적으로 밝힐 수도 있음
• 함수 몸체 : 함수가 처리하는 동작들을 컴퓨터에 지시
  • 구문(statement) : 컴퓨터에게 내리는 지시(instruction)를 구체화, 모든 구문은 ;(세미콜론)으로 끝나야함

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주석

1. //(더블슬래시)부터 그 행의 끝까지
2. /*과 */로 둘러싸인 C스타일의 주석문도 인식 가능

프로그램이 복잡해질수록 코드만 봐서는 이해하기 힘들 수 있기 때문에 주석문을 사용하여 프로그램을 최대한 문서화하는 것이 권장됨

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전처리기 / 헤더 / 이름 공간

전처리기(preprocessor)

컴파일 전 소스 파일에 대해 미리 어떤 처리를 수행하는 프로그램, 소스 파일 컴파일시 자동으로 실행됨
#로 시작되는 전처리 지시자(directive)를 사용

#include <iostream>
: 전처리기에 iostream의 파일 내용을 프로그램에 추가하라고 지시하는 전처리 지시자
결과적으로 해당 행이 iostream 파일의 내용으로 대체된 채로 소스 파일이 컴파일됨

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헤더 파일(header file)

외부 소스 파일에 정의된 변수나 함수를 쓰기 위해 만들어진 파일, C와는 달리 .h확장자가 별도로 지정되지 않음

• iostream : C++의 입출력(input / output) 기능이 정의되어있는 파일, cout기능을 사용하기 위해 필요

iostream과 같은 순수한 C++ 헤더 파일은 namespace std 기능을 사용함
cmath같이 C로부터 유래된 헤더 파일은 namespace std 기능을 사용할 수도있고 못할 수도 있음

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이름 공간(namespace)

프로그램 작성시 여러 소프트웨어 개발업체들이 제공하는 코드들을 사용할 수 있도록 도와줌
ex) AAA 회사와 BBB 회사 양쪽 모두에 test()라는 함수가 있을 경우 AAA::test() 와 BBB::test()로 구분하여 사용할 수 있음

C++컴파일러의 표준 구성 요소인 클래스, 함수, 변수는 모두 std라는 이름 공간 안에 담겨짐

• 따라서 iostream 헤더 파일에 정의된 cout 변수는 실제로 std::cout로 호출해야 하며
• using 지시자를 이용한 using namespace std 구문이 존재한다면 std:: 접두어 없이도 std 이름 공간에 정의되어있는 모든 이름들을 사용할 수 있음
• 단, using std::cout같은 방식으로 필요한 이름만 선택해서 사용하는 것이 최신 방식임

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cout를 이용한 출력

cout << "C++의 세계로 오십시오.";
문자열을 출력 스트림에 삽입하는 구문

• cout : 다양한 정보들을 출력하도록 하는 객체, 스트림을 나타냄
• << : 삽입 연산자, 오른쪽에 있는 정보를 스트림에 삽입
  • 연산자 오버로딩(operator overloading) : 삽입 연산자와 비트 연산자의 두가지 기능을 가지고 있는 <<와 같이 동일한 연산자 기호가 여러가지 의미를 가질 수 있으며, 컴파일러가 전후 관계를 파악하여 연산자의 의미를 결정함
• "..." : 큰따옴표 안에 들어있는 연속된 문자들 = 문자열(string)

cout << endl

• endl : 조정자(manipulator)의 일종, 새로운 행이 시작된다는 표기 - 출력 스트림에 삽입시 화면 커서가 다음 행의 시작 위치로 이동
• endl 대신 C에서 사용하던 것처럼 이스케이프 시퀀스(escape sequence)의 일종인 \n을 사용할 수도 있음

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C++ 소스 코드의 모양

C++에서는 세미콜론이 구문의 끝을 표시하기 때문에 각 토큰들의 사이에 빈칸과 캐리지 리턴 등의 화이트스페이스를 자유롭게 사용할 수 있음

• 토큰(token) : 더 이상 분리할 수 없는 기본 요소, 일부 단일 문자들(괄호, 콤마 등)을 제외한 각 토큰들은 화이트스페이스로 다른 토큰들과 분리됨
• 화이트스페이스(white space) : 빈칸, 탭, 캐리지 리턴이 포함된 집합
• 캐리지 리턴(carriage return) : 문자의 새 줄을 시작하는 데 쓰이는 제어 문자나 그 구조

정형화된 C++ 스타일

• 한 행에 하나의 구문만 사용
• 함수를 여는 중괄호({)와 닫는 중괄호(})에 각각 하나의 행을 할애
• 함수 안에 들어갈 구문들은 중괄호에서 약간 오른쪽으로 들어간 위치에서 시작
• 함수 이름과 괄호 사이에는 어떠한 화이트스페이스도 넣지 않음

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2.2 C++ 구문

// carrots.cpp
// 하나의 변수 사용 및 출력

#include <iostream>

int main()
{
	using namespace std;
	
	int carrots;

	carrots = 25;
	cout << "나는 당근을 ";
	cout << carrots;
	cout << "개 가지고있다.";
	cout << endl;
	carrots = carrots - 1;
	cout << "아삭아삭, 이제 당근은 " << carrots << "개이다." << endl;
	return 0;
}

선언 구문 / 변수 / 대입 구문

int carrots;

선언 구문 : 정보를 저장할 기억 공간의 형태를 지정, 해당 위치가 어디인지 말해주는 꼬리표(label)를 제공

• int : 저장될 데이터형
• carrots; : 변수 이름, 세미콜론으로 구문의 끝을 표기

변수(variable) : 선언 구문에서 지정한 기억 공간에 저장되어있는 값을 변수로 사용하겠다고 선언

• C++에서는 변수를 사용하기 전 반드시 미리 선언해주어야 함
• C와는 달리 C++에서는 일반적으로 변수를 처음 사용하는 곳 바로 앞에 선언하여 사용

변수를 선언한 구문을 정의(definition)이라고 부르기도 함
정의가 있는 경우 컴파일러는 해당 변수를 위해 메모리 공간을 대입

carrots = 25;
대입 구문 : 변수가 나타내는 기억 공간에 값을 대입
대입 연산자를 연이어 사용하는 것도 가능함

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cout의 편리함

cout << carrots;
변수 carrots 에 담긴 정수 25가 문자 2와 5로 변환되어 출력됨
즉, cout는 출력할 내용이 문자열인지 정수인지 스스로 인식하여 출력할 수 있으며, 이는 C++이 객체 지향 기능을 가지고 있기 때문

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2.3 C++의 기타 구문

// getinfo.cpp

#include <iostream>

int main()
{
	using namespace std;
	
	int carrots;

	cout << "당근을 몇 개나 가지고있니?" << endl;
	cin >> carrots;
	cout << "여기 두개가 더 있다. ";
	carrots = carrots + 2;
	cout << "이제 당근은 모두 " << carrots << "개이다." << endl;
	return 0;
}

cin를 사용한 입력

cin >> carrots;
cin : iostream 파일에 정의되어있는 입력 스트림을 나타내는 객체
cout과 마찬가지로 문자열로 받아진 입력에 대해 해당 값을 저장할 변수의 데이터형에 따라 변환

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출력 결합

//1

`cout << "이제 당근은 모두 " << carrots << "개이다." << endl;`

//2

cout << "이제 당근은 모두 "
cout << carrots;
cout << "개이다.";
cout << endl;

//3

cout << "이제 당근은 모두 "
	 << carrots
	 << "개이다."
	 << endl;

위 세가지 케이스는 모두 같은 결과를 출력함
iostream에는 <<연산자를 통해 여러개의 출력을 하나로 결합할 수 있도록 정의되어있음

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클래스

클래스 - 객체 = 데이터형 - 변수

• 클래스 정의 : 사용자가 정의한 데이터 형식 및 그것이 사용되는 방법을 서술
• 객체 : 클래스에 서술된 데이터 형식에 따라 실제로 생성되는 구체물

타 객체 지향 언어에서는 클래스를 객체형(object type), 객체를 객체 인스턴스(object instance) 또는 인스턴스 변수(instance variable)이라고 부름

ostream - 클래스, cout - 객체
ostream 클래스 정의에는 ostream객체가 표현할 수 있는 데이터 형식 및 동작(ex_문자열을 출력 스트림에 삽입)이 정의되어있음

• 즉, 해당 클래스의 객체를 대상으로 수행할 수 있는 모든 동작들이 서술되어있음
• 특정 개체에게 동작의 수행을 명령할경우 해당 객체에 메세지를 전달해야함
  • 클래스 메서드를 사용하는 함수 호출을 통해
  • cout, cin의 경우처럼 연산자 오버로딩을 통해

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2.4 함수

함수 : C++ 프로그램을 구성하는 모듈

리턴값이 있는 함수

호출 함수(calling function)에서 함수 호출(function call)이 실행되면 피호출 함수(called function)로 넘어가게됨
이때 피호출 함수로는 매개변수가 전달될 수 있고, 피호출 함수의 리턴값이 있다면 함수 호출이 해당 리턴값으로 대체됨
x = sqrt(6.25)

• x : 피호출 함수의 리턴값을 저장할 변수
• sqrt(6.25) : sqrt 함수를 매개변수 6.25를 전달하며 호출

단, 함수를 호출하려면 컴파일러가 해당 함수가 어떤 종류의 매개변수를 사용하는지, 어떤 종류의 리턴값을 가지고있는지를 미리 알고 있어야함
따라서 C++에서는 함수 원형(function prototype) 구문을 사용하여 컴파일러에게 정보를 전달함
double sqrt(double);

• 앞의 double : sqrt()함수가 double형의 값을 리턴함
• 뒤의 double : sqrt()함수가 매개변수로 double형의 매개변수를 전달받음
• 세미콜론을 붙이지 않을 경우 컴파일러는 해당 구문을 함수 머리로 인식하기 때문에 반드시 세미콜론을 붙여줘야함

함수 원형은 소스 코드 파일에 직접 입력하거나, 함수 원형이 들어있는 헤더 파일을 포함시켜 제공할 수 있음
함수 원형은 그 함수가 처음 사용되는 곳보다 앞에 두어야 하며, main()함수의 정의 앞에다 함수 원형을 두는게 일반적

// sqrt.cpp

#include <iostream>
#include <cmath>

int main()
{
	using namespace std;
	
	double area;
	cout << "마루 면적을 평방피트 단위로 입력하시오: ";
	cin >> area;
	double side;
	side = sqrt(area);
	cout << "사각형 마루라면 한 변이 " << side
		 << "피트에 상당합니다." << endl;
	cout << "멋지네요!" << endl;
	return 0;
}

side 변수를 사용하기 직전에 선언한 것과 같이 C++에서 변수는 어디에서나 선언할 수 있음
double side = sqrt(area); 와 같이 변수의 선언과 대입을 동시에 진행하는 초기화(initialization)가 가능함

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변이 함수

• 매개변수를 2개 이상 가지고있는 함수
  ex) double pow(double, double);
• 매개변수가 없는 함수
  ex) int rand(void);
void를 생략하여 int rand()로 표기할 수도 있음
• 리턴값이 없는 함수
  ex) void bucks(double);
  이 경우 순수한 함수 호출 구문으로만 사용할 수 있음

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사용자 정의 함수

// outfunc.cpp

#include <iostream>
void simon(int);

int main()
{
	using namespace std;
	
	simon(3);
	cout << "정수를 하나 고르시오: ";
	int count;
	cin >> count;
	simon(count);
	cout << "끝!" << endl;
	return 0;
}

void simon(int n)
{
	using namespace std;
	cout << "Simon 왈, 발가락을 " << n << "번 두드려라." << endl;
}

void simon(int);로 main()함수 앞에 함수의 원형을 선언
함수의 정의는 main()함수의 뒤에 두어 사용하며 아래와 같이 함수 정의의 모양을 일반화할 수 있음

type functionname(argumentlist)
{
	statements
}

simon()함수의 경우 리턴값이 없는 void형 함수이므로 return구문이 존재하지 않아도 됨
main()함수의 리턴값은 종료값(exit value)로 작동하여 프로그램의 정상 종료 여부를 확인하는데 쓰임

// convert.cpp

#include <iostream>
int stonetolb(int);
//using namespace std;

int main()
{
	using namespace std;
	
	int stone;
	cout << "체중을 스톤 단위로 입력하시오: ";
	cin >> stone;
	int pounds = stonetolb(stone);
	cout << stone << " 스톤은 ";
	cout << pounds << " 파운드입니다." << endl;
	return 0;
}

int stonetolb(int sts)
{
	return 14 * sts;
}

/*
int stonetolb(int sts)
{
	int pounds = 14 * sts;
	return pounds;
}
*/

return 14 * sts;와 같이 return 뒤에 수식을 사용할 수도 있음
위 stonetolb()함수와 주석 처리한 stonetolb()함수는 동일한 결과를 만들어내지만 주석처리한 후자의 함수가 조금 더 시간을 소모함

함수 원형을 선언한 부분에 주석처리한 using namespace std;처럼 함수 외부에 using 지시자를 사용할 경우 파일에 있는 모든 함수가 std이름 공간의 모든 내용을 사용할 수 있게됨
단, 이 경우 std 이름 공간이 필요없는 함수까지 std에 접근할 수 있으므로 권장되지는 않음

결론적으로 함수는

• 함수 머리와 함수 몸체가 존재
• 매개변수를 받아들임
• 값을 리턴함
• 함수 원형을 요구

위 특징들을 모두 만족해야 정상적인 함수로 동작할 수 있음

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연습문제

1. 함수
2. iostream 헤더파일을 소스 코드에 삽입
3. std 이름 공간에 정의되어있는 이름들을 사용할 수 있도록 허용
4. cout << "Hello, world" << endl;
5. int cheeses;
6. cheeses = 32;
7. cin >> cheeses;
8. cout << "We have " << cheeses << " varieties of cheese" << endl;
9. 함수의 리턴값 및 매개변수의 데이터형
10. void형 함수일 경우
11. cout를 컴파일러가 식별할 수 없음 - #include <iostream>을 선언하고 함수 내의 cout를 호출하기 전 using namespace std;도 선언

01

#include <iostream>

int main()
{
	using namespace std;
	
	cout << "이름 : 홍길동\n";
	cout << "주소 : 대충 주소\n";
	return 0;
}

02

#include <iostream>

int main()
{
	using namespace std;

	double mile;
	cout << "마일 입력 : ";
	cin >> mile;
	cout << mile << "마일은 " << mile * 1.60934 << "킬로미터입니다.\n"; 
	return 0;
}

03

#include <iostream>
void mice();
void run();

int main()
{
	using namespace std;

	mice();
	mice();
	run();
	run();
	return 0;
}

void mice()
{
	using namespace std;

	cout << "Three blind mice\n";
}

void run()
{
	using namespace std;
	
	cout << "See how they run\n";
}

04

#include <iostream>

int main()
{
	using namespace std;

	int age;
	cout << "Enter your age : ";
	cin >> age;
	cout << "당신의 나이를 월수로 나타내면 " << age * 12 << "입니다\n";
	return 0;
}

05

#include <iostream>
double change_temperature(double);

int main()
{
	using namespace std;

	int temperature;
	cout << "섭씨 온도를 입력하고 Enter 키를 누르십시오 : ";
	cin >> temperature;
	cout << "섭씨 " << temperature << "도는 화씨로 "
		 << change_temperature(temperature) << "도입니다.\n";
	return 0;
}

double change_temperature(double temparature)
{
	return 1.8 * temparature + 32.0;
}

06

#include <iostream>
double change_lightyear(double);

int main()
{
	using namespace std;

	double lightyear;
	cout << "광년 수를 입력하고 Enter 키를 누르십시오 : ";
	cin >> lightyear;
	cout << lightyear << " 광년은 "
		 << change_lightyear(lightyear) << " 천문 단위입니다.\n";
	return 0;
}

double change_lightyear(double lightyear)
{
	return lightyear * 63240;
}

07

#include <iostream>

void show(int hour, int minute);

int main()
{
	using namespace std;
	
	int hour;
	cout << "시간 값을 입력하시오 : ";
	cin >> hour;
	cout << "분 값을 입력하시오 : ";
	int minute;
	cin >> minute;

	show(hour, minute);
	return 0;
}

void show(int hour, int minute)
{
	cout << "시각 : " << hour << ":" << minute << endl;
}