C++: Data Types and Operations

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변수와 상수

  • 변수(Variable) : 프로그램이 실행되는 동안 저장된 값이 변경될 수 있는 공간
  • 상수(Constant) : 프로그램이 실행되는 동안 값이 변경되지 않는 공간

자료형

데이터의 종류를 자료형(Data type) 또는 데이터 타입이라고 한다.

  • 변수는 일단 하나의 자료형으로 정의되면 해당되는 종류의 데이터만 저장할 수 있음
  • 자료형을 크게 나누면 정수형(Interger type)과 문자형(Charater type), 부동 소수점형(Floating-point type)으로 나눌 수 있음
    • 정수형 : 정수 타입의 데이터
    • 문자형 : 하나의 문자 데이터
    • 부동 소수점형 : 실수 타입의 데이터

변수 선언

  • 변수를 사용하기 전에 반드시 미리 선언
  • 변수 선언 : 컴파일러에게 어떤 변수를 사용하겠다고 미리 알리는 것

변수 선언 방법

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자료형 변수이름
char c;
int i;
double interest_rate;
  • 변수가 선언되면 변수의 값은 아직 정의되지 않은 상태
  • 변수를 선언과 동시에 값을 넣는 방법은 변수 이름 뒤에 할당 연산자 =를 놓고 초기값을 적어 넣으면 됨 - 변수의 초기화(Initialization)

변수의 초기화

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char c = 'a';
int i = 7;
double interest_rate = 0.05;

정수형

  • short : 16비트(2바이트)
  • int : 32비트(4바이트)
  • long : 32비트(4바이트)
  • sizeof() : 자료형의 크기를 Return하는 함수
  • unsigned : 자료형이 음수가 아닌 값만을 나타낸다는 것을 의미(더 넓은 범위의 양수)
  • signed : 자료형이 음수도 가질 수 있음을 명백히 하는데 사용(signed int == int, 보통 생략)

오버플로우

Overflow.cpp

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#include <iostream>
#include <climits>
using namespace std;

int main(){
    short s = SHRT_MAX;
    unsigned short u = USHRT_MAX;
    
    cout << "원래 s 값 : " << s << endl;
    cout << "원래 u 값 : " << u << endl;
    
    s = s + 1;
    u = u + 1;
    
    cout << "오버플로우 s 값 : " << s << endl;
    cout << "오버플로우 u 값 : " << u << endl;
    return 0;
}

Output

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원래 s 값 : 32767
원래 u 값 : 65535
오버플로우 s 값 : -32768
오버플로우 u 값 : 0
Program ended with exit code: 0
  • 변수가 나타낼 수 있는 범위가 제한되어 있기 때문에 일어남
  • 오버플로우가 발생하더라도 컴파일러는 아무런 경고를 하지 않음

기호 상수

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# define TAX_RATE 0.15
const double TAX_RATE = 0.15;
  • #define
    • 보통 프로그램의 맨 첫 부분에 모여 있음
    • 컴파일러가 동작하기 전에 전처리기(Preprocessor)가 처리
    • 전처리기는 단순히 기호의 이름을 전부 찾아 정의된 값으로 바꿈(TAX_RATE를 전부 찾아 0.15로 바꿈)
  • const
    • const를 변수 선언 앞에 붙이면 상수가 됨
    • 선언 시 const가 붙여진 변수는 일단 초기화 된 후 그 값이 변경될 수 없음
    • 변수 선언과 같이 끝에 ; 사용

문자형

  • 문자(Character)는 한글이나 영어에서의 하나의 글자, 숫자, 기호 등을 의미
  • 문자를 숫자로 나타내는 규격으로 아스키(ASCII : American Standard Code for Information Interchange) 존재

Char.cpp

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#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    char c;
    cin >> c;
    cout << "원래의 C : " << c << endl;
    
    c = c + 1;
    cout << "C + 1 : " << c << endl;
    
    return 0;
}

Output

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a
원래의 C : a
C + 1 : b
Program ended with exit code: 0

...

원래의 C : A
C + 1 : B
Program ended with exit code: 0

Bool형

  • 참(true) or 거짓(false)

부동 소수점형

자료형 명칭 크기 범위
float 단일정밀도(Single-precision) 부동 소수점 32비트 $\pm1.17549\times10^{-38}$~$\pm3.40282\times10^{+38}$
double 두배정밀도(Double-precision) 부동 소수점 64비트 $\pm2.22507\times10^{-308}$~$\pm1.79769\times10^{+308}$
long double 두배확장정밀도(Double-extension-precision) 부동 소수점 64비트 또는 80비트 $\pm2.22507\times10^{-308}$~$\pm1.79769\times10^{+308}$

Float.cpp

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#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main(){
    cout.setf(ios_base::fixed); //소수점 표기법
    
    float fvalue = 1234567890.12345678901234567890;
    double dvalue = 1234567890.12345678901234567890;
    
    cout << "Float : " << fvalue << endl;
    cout << "Double : " << dvalue << endl;
    
    return 0;
}

Output

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Float : 1234567936.000000
Double : 1234567890.123457
Program ended with exit code: 0

소수점 표기법을 사용하지 않은 Output(cout.setf() 삭제)

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Float : 1.23457e+09
Double : 1.23457e+09
Program ended with exit code: 0

Overflow.cpp

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#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    float x = 1e39;
    cout << x <<endl;
    return 0;
}

Output

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inf
Program ended with exit code: 0

Underflow.cpp

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#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    float x = 1.23e-39;
    float y = 1.23e-46;
    cout << "X : " << x << endl;
    cout << "y : " << y << endl;
    return 0;
}

Output

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X : 1.23e-39
y : 0
Program ended with exit code: 0

수식과 연산자

  • 수식 : 피연산자들과 연산자의 조합
  • 연산자(Operator) : 어떤 연산을 나타내는 기호
  • 피연산자(Operand) : 연산의 대상이 되는 것
연산자의 분류 연산자 의미
할당 = 오른쪽을 왼쪽에 할당
산술 + - * / % 사칙연산과 나머지 연산
부호 + - 양수와 음수 표시
증감 ++ -- 증가, 감소 연산
관계 > < == != >= <= 오른쪽과 왼쪽 비교
논리 && `
조건 ? 조건에 따라 선택
콤마 , 피연산자들을 순차적으로 실행
비트 단위 연산자 & ` ^ ~` << >>
sizeof 연산자 sizeof 자료형이나 변수의 크기를 바이트 단위로 반환
형변환 (type) 변수나 상수의 자료형을 변환
포인터 연산자 * & [] 주소계산, 포인터가 가르키는 곳의 내용 추출
구조체 연산자 . -> 구조체의 멤버 참조

산술 연산자

  • % : 나머지 값
  • x += y : x = x + y
  • ++x : x값을 먼저 증가한 후에 다른 연산에 사용
  • x++ : x값을 먼저 사용한 후에 증가

형변환

  • 자동적인 형변환
    • 할당 연산자의 오른쪽에 있는 값은 왼쪽에 있는 변수의 자료형으로 자동 변환
  • 명시적인 형변환
    • (자료형) 상수 또는 변수

Type.cpp

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#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int a = 10;
    float b = 10.82;
    cout << "int + float : " << a + b << endl;
    cout << "float + int : " << b + a << endl;
    cout << (int)a + (int)b << endl;
    return 0;
}

Output

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int + float : 20.82
float + int : 20.82
20
Program ended with exit code: 0

관계 연산자

  • 관계 연산자(Relational operator) : 두 개의 피연산자를 비교하는데 사용
  • ==, !=, >, <, >=, <=

논리 연산자

  • 논리 연산자 : 여러 개의 조건을 조합하여 참인지 거짓인지를 따짐
  • &&, ||, !

조건 연산자

  • exp1 ? exp2 : exp3
    • exp1이 참이면 결과값은 exp2
    • exp1이 거짓이면 결과값은 exp3