자료형


변수나 상수를 사용할 때에는 사전에 변수와 상수의 형태, 범위, 부호 유무 등을 고려해야 한다.  이들은 변수와 상수의 자료형(Data Type)에 의해 결정된다.  비단 변수, 상수의 경우뿐만 아니라 함수, 연산식의 경우에도 자료형을 감안해야 하는데, 변수와 상수의 자료형에 익숙해 지면 함수, 연산식의 자료형에도 자동적으로 익숙해진다

자료형 개요 | 부호정수형 | 비부호정수형 | 문자 자료의 처리 | 실수형


자료형 개요

(1) 자료형이란?

말 그대로 자료의 형태를 말하며, 변수. 상수의 다음 사항은 자료형에 의해 결정된다.

형태 : 정수인가 소수점수(실수)인가 ...?

범위 : -32768~32767 사이인가, 32768 이상도 사용되는가 ...?

부호 : 음수도 사용되는가 아니면 양수만 사용되는가?

위의 사항을 고려하지 않고 변수나 상수(특히 변수)를 사용하면 프로그램 실행이 엉뚱하게 되어 버리기도 한다.  다음 프로그램을 보기 바란다.  이는 n=123 이후 10개의 정수 hab을 구하고자 하는 프로그램이다.

#include <stdio.h>

void main()
{
    char n;
    int i, hab=0;

    n=123;
    for (i=1; i<=10; i++)
    {
        printf("%d", n);
        hab += n++;
    }

    printf("＼n＼nhab : %d", hab);
}

123 이후의 10개의 정수(123~132)의 합은 1275인데 전혀 엉뚱한 값인 -5가 표시되어 있을 것이다(합은 구하는 for 루프에는 아무런 문제가 없다).  이는 char 형의 경우에는 -128~127 사이의 값만 가질 수 있는데 위 프로그램에서는 127을 초과하는 값을 사용하려 하고 있기 때문이다.  위 프로그램의 실행 결과에서 확인할 수 있듯이 char형의 경우 n=127일 때 n을 1증가시키면(n++) n=-128로 된다.

『char n;』을『unsigned char n:』으로 바꾸면 123~132의 hab이 정확히 구해진다.

프로그램중의 문법적인 오류는 용이하게 발견되나, 프로그램이 긴 경우에는 이와 같은 오류는 쉽게 발견되지 않는다.  따라서 자료(변수)를 사용하려면 사전에 변수의 범위와 부호유무, 형태를 감안하여 자료형을 정확히 지정해 주어야 한다.  자료의 범위, 부호유무, 형태는 자료형에 의해 결정된다.

(2) 자료형의 종류
 

구분

자료형

범위

바이트

부호

정수형

char
unsigned char

-128~127(-27~27-1)
0~255(0~28-1)

1(8)
1(8)

유
무

유
무
유
무
유
무

int
unsigned (int)
short
unsigned short
long
unsigned long

-32768~32767(-215~215-1)
0~65535(0~216-1)
-32768~32767(-215~215-1)
0~65535(0~216-1)
-21억~21억(-231~231-1)
0~43억(0~232-1)

2(16)
2(16)
2(16)
2(16)
4(32)
4(32)

실수형

float
double
long double

8.4 X 10-37~3.4 X 1038
2.2 X 10-308~1.8 X 10308
3.4 X 10-4932~1.1 X 104932

4(32)
8(64)
10(80)

유

기타

void

실제 자료는 없음을 명시적으로 선언

함수의 경우에는 함수값이 없음을 명시적으로 선언. 단『void *』는 함수값이 포인터형임을 선언


위 표의 자료형은 기본 자료형이며, 이 이외에도 배열, 포인터, 구조체, 공용체등의 자료형이 있다. 이들은 위의 기본 자료형에 의거하여 만들어지는데 이들에 대해서는 후에 차차 설명한다.

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부호정수형(char, int, long)

변수가 음수와 양수 모두를 취할 때에는 다음의 자료형을 사용한다.
 

자료형

바이트수

10진 범위

16진 범위

char

int

short

long

1(8비트)

2(16비트)

2(16비트)

4(32비트)

-128~127

-32,768~32.767

-32,768~32,767

-2,147,483,648~2,147,483,647

0~0xFF

0~0xFFFF

0~0xFFFF

0~0xFFFFFFFF

 
위 자료형은 각각『-2비트수-1~2비트수-1 -1』 (비트수는 8, 16, 32) 사이의 정수값만을 허용한다.  이를 10진 범위로 표시하면 위 표와 같은데 char와 int의 10진 범위는 외워둘 필요가 있다.  long형의 범위는『약 -21억~21억』으로 외우는 것이 좋을 것이다.

예를 들어 char형의 경우에는 다음과 같이 수치가 증가한다.

0  1  2 ... 126  127   -128  -127  ...  -1  0  1
-128은 127+1은 -128

다음에 char, int형의 프로그램예를 표시하였다.

#include <stdio.h>

void main()
{
    char ch=125;
    int in=32765, i;

    for (i=1; i<=7; i++)
        printf("%8d", ch++);

    printf("＼n");

    for (i=1; i<=7; i++)
        printf("%8d", in++);
}

char, int, short, long 형은 양수와 음수를 모두 허용하므로『부호 수치(Signed Number)의 자료형』이라 한다.

참고   signed(부호형임을 명시)

다음은 서로 동일하다.

char  == signed char

int  == signed int == signed

long  == signed long

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비부호 정수형(unsigned char, int, long)

변수가 양수값만을 취할 때에는 다음의 자료형을 사용하는 것이 바람직하다.
 

자료형

바이트수

10진 범위

16진 범위

unsigned char

unsigned int

unsigned short

unsigned long

1(8비트)

2(16비트)

2(16비트)

4(32비트)

0~255

0~65,535

0~65,535

0~4,294,967,295

0~0xFF

0~0xFFFF

0~0xFFFF

0~0xFFFFFFFF


위 자료형은 각각『0~2비트수-1』사이의 정수값만을 허용한다.  이를 10진 범위로 표시하면 위 표와 같은데 unsigned char와 unsigned int의 10진 범위는 외워둘 필요가 있다.  unsigned long형의 범위는 0~약 42억으로 외워두는 것이 좋다.

예를 들어 unsigned char 형의 경우에는 다음과 같이 수치가 증가한다.

0   1   2 ...  254   255   0   1   2 ...
255는 255+1은 0

다음에 unsigned char, unsigned int형의 프로그램예를 표시하였다.

#include <stdio.h>

void main()
{
    unsigned char uc=253;
    unsigned int ui=65523, i;

    for (i=1; i<=7; i++)
        printf("%8u", uc++);

    printf("＼n");

    for (i=1; i<=7; i++)
        printf("%8u", ui++);
}

■ %u

unsigned형의 자료를 printf() 함수로 출력할 때에는 %u, %lu를 사용한다(%d, %ld도 물론 사용할 수 있으나 출력 범위에 제한을 받는다.)

%u의 출력 범위 : 0~65535(unsigned int형의 범위)

%lu의 출력 범위 : 0~약 42억(unsigned long형의 범위)

출력 범위를 제외하고는 %u는 %d와 %lu는 %ld와 동일하다

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문자 자료의 처리

포트란, 베이직 등의 언어에는 문자형이 존재하나 C언어에는 문자형은 존재하지 않는다.  C에서는 문자는 내부적으로 문자의 애스키 코드가 정수의 형태로 사용되며, 자료 표시시 %c가 아닌 %문자(%d, %o, %x, %u)를 지정하면 문자의 애스키 코드가 표시된다.  반대로 0~255 사이의 int형 정수를 %문자 %c를 사용하여 표시시키면 애스키 코드가 해당『정수』인 애스키 문자가 표시된다.  즉 문자는 0~255 사이의 정수와 호환성을 갖는다.  다음에 간단한 프로그램 예를 표시하였다.

#include <stdio.h>

void main()
{
    char ch;
    int in;

    ch = in = 'A';
    printf("ch = %d＼n", ch);
    printf("int = %d＼n", in);

    ch = int = 100;
    printf("＼nch : %c＼n", ch);
    printf("in : %c＼n", in);
}

문자는 내부적으로 애스키 코드로 처리되고, 애스키 코드는 0~255 사이이므로 문자 자료 처리용 변수는 unsigned char로 하는 것이 무난하다.  이와 같은 이유로 char(character)란 이름이 붙여진 것이다.

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실수형

수수점이 있는 수가 실수(Floating Point Number : 부동소수점수)이다.  다음에 실수의 예를 표시하였다.

3.14        : 소수점이 있는 수는 모두 실수(double 형)

3.            : 숫자 뒤에 소수점만 찍어도 된다(double 형)

3.14E5     : 숫자 뒤에 E를 적으면 double형 실수(=3.14 X 105)

3.14e-5f  : float형 실수의 지수 표현(=3.14 X 10-5)

소수점이 있는 수치 자료를 사용하려면 자료형을 다음 중 어느 하나로 선언해주어야 한다(float형 범위인 -21억~21억을 벗어나는 정수를 처리할 때에도 마찬가지이다).
 

자료형

바이트수

최대 정밀도

유효범위(절대값)

float

double

long double

4

8

10

10진수로 7자리

10진수로 15자리

10진수로 19자리

8.4X10-37~3.4X1038

2.2X10-308~1.8X10308

3.4X10-4932~1.1X104932


float, double, long double은 음수와 양수 모두 허용한다.  즉 실수형은 모두 부호 수치이다.
float형의 정밀도는 10진수로 최대 7자리까지이고, double형은 최대 15자리까지이며, long double형은 최대 19자리까지이다.  즉  double은 float형보다 실수를 보다 정밀(정확)하게 처리해 낼 수 있다.
다음에 프로그램 예를 표시하였다.

#include <stdio.h>

void main()
{
    int i=0, n;
    float f=0.0;
    double = d=0.0;

    for (n=1; n<=10000; n++)
        I += 100000, f += 100000, d += 100000;

    printf("＼nint : %11.5f", i/100000.0);
    printf("＼nfloat : %11.5f", f/100000.0);
    printf("＼ndouble : %11.5f", d/100000.0);
}

위 프로그램은 변수 i, f, d에 10만을 만번 더한후 그 결과를 10만으로 나누어 표시한다.  실행 결과를 보면 double형은 결과가 100% 정확하고 float형은 약간의 오차를 수반한다.  따라서 정밀한 계산을 요구하는 경우에는 double형을 사용하는 것이 바람직하다.

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