C Language [핵심정리] - 2

1. 자료형 크기 구하기

자료형의 크기를 Byte 단위로 구하기 위해 sizeof 연산자를 사용할 수 있습니다.

sizeof 연산자는 sizeof 표현식 - sizeof(자료형) - sizeof(표현식) 와 같은 형식으로 표현할 수 있습니다.

자료형 크기 구하기

결과

일단 이 코드를 보시고 %zd 서식지정자가 뭐지..? 라는 의문이 드는 분도 계실텐데, 그런 의문을 가지셨다면 정말 대단한겁니다. 일단 간단히 설명해드리자면 %zd 서식지정자는 size_t형 변수를 출력할 때 지정해주는 서식지정자입니다. size_t 자료형은 부호 없는 정수 자료형으로 (long)unsigned int 와 의미가 같다고 보시면 될거에요. 그래서 흔히들 [이론상 가장 큰 크기를 담을 수 있는 unsigned 데이터 형]으로 정의되고 있답니다.

size_t의 최댓값

결과

제가 size_t의 최댓값을 구하기 위해 임의로 언더 플로우가 발생되게 코드를 작성했습니다. 그 결과를 보시면 부호 없는 정수 자료형 중 가장 큰 자료형(unsigned long long)의 최댓값인 18446744 ... 가 나온다는 것을 알 수 있습니다.

 

그리고 우리는 이 과정을 통해 sizeof 연산자는 size_t를 결과로 반환해준다는 사실을 알아낼 수 있죠. 이외에 C언어 표준함수에서도 크기를 의미하는 매개변수나 반환값은 size_t를 사용하고 있고, CPU 비트 수에 맞게 자료형을 제공하고 있기 때문에 앞으로 크기를 의미하는 변수를 선언할 때 unsigned int 대신 size_t로 선언해주는게 좋아요.

 

아,, 그리고 unsigned(부호가 없는) 즉, 양수 값만을 가지고 있다해서 크기는 달라지지 않습니다. 아마 음수 범위에서 없는 만큼 양수 범위에서 늘어나기 때문에 그런거 같아요.

unsigned int 와 (signed) int의 범위 비교

 2. 최솟값과 최댓값 표현하기

정수의 최솟값이나 최댓값을 표현하려면 <limits.h>파일 안에 있는 최솟값과 최댓값들을 이용해야 합니다.

<limits.h>파일에 정의된 최솟값과 최댓값

정수 자료형의 최댓값과 최솟값들

결과

<limits.h>파일에는 unsigned 키워드를 가진 자료형의 최솟값들이 없더라고요. 그래서 가독성을 위해 0을 직접적으로 출력했더니 [warning C4477: 서식 문자열 '%llu'에 'unsigned __int64(unsigned long long)' 형식의 인수가 필요하지만 variadic(가변의) 인수2의 형식이 'int'입니다]라고 뜨더라고요. 사실 무시해도 결과는 같은 값이 나오지만 경고를 고치는 습관을 들이기 위해서 명시적 형변환을 통해 경고가 뜨지 않도록 수정했습니다.

 

다만, C언어는 초기에 개발 된 언어라 char, short, long과 같이 표현법이 모호 했으며, 시간이 지나 16비트, 32비트, 64비트 CPU가 나오고, 운영체제가 발전하는 등 자료형의 크기가 매번 변화했습니다. 그래서 혼란을 방지하기 위해 C99 표준부터는 <stdint.h>파일이 추가되었습니다.

<stdint.h>파일에 정의된 정수 자료형들

이처럼 <stdint.h>파일에 정의된 정수 자료형들은 자료형 이름에 비트단위로 표시가 되어 있습니다. 그리고 부호없는(unsigned) 자료형은 앞에 u(unsigned)를 사용해서 uint8_t처럼 표현합니다. 이런 자료형은 크기를 정확하게 표현해야 하는 파일 압축 및 암호화, 네트워크 프로그래밍 등에 쓰이며, 일반적인 경우라도 <stdint.h>파일을 쓰는 게 좋습니다. 

더군다나 최소, 최대값들도 해당 헤더파일에 정의되어 있어 간편하게 사용할 수 있습니다.

º 부호 있는 정수(signed) 최솟값 : INT8_MIN, INT16_MIN, INT32_MIN, INT64_MIN

º 부호 있는 정수 최댓값 : INT8_MAX, INT16_MAX, INT32_MAX, INT64_MAX

º 부호 없는 정수(unsigned) 최솟값 : 0

º 부호 없는 정수 최댓값 : UINT8_MAX, UINT16_MAX, UINT32_MAX, UINT64_MAX

<stdint.h> 정수자료형 - 1

<stdint.h> 정수자료형 - 2

결과

제가 이 코드를 만들 때 오버플로우를 이용해서 최댓값과 최솟값을 한번에 보여주려고 계획했습니다만...

int8_t, uint8_t, int16_t, uint16_t 부분에서 오버플로우가 제대로 동작 하지 않아 그 부분은 최솟값을 직접 대입했습니다.

솔직히 말하면 이론 상 오버플로우가 발생해야 하는 부분인데 왜 동작하지 않는지 모르겠네요. 혹시 아시는 분 계신다면 알려주세요.

 

마지막으로 덧붙이자면 <stdint.h>파일에 정의된 자료형은 실제로 기본 자료형에서 새롭게 추가된것이 아닌 운영체제 환경에 맞도록, 키워드 typedef를 이용해 새로운 이름의 자료형으로 재정의 된겁니다.

typedef를 이용한 자료형 재정의

결과