실행 가능한 C 문서: 변수

Q: C에서 변수는 어떻게 선언하나요?

타입, 이름, 세미콜론 순서로 씁니다. int age;처럼요. 같은 자리에서 값을 줄 수도 있는데(int age = 30;) 이를 초기화라고 하며, 거의 항상 이 쪽이 바람직합니다.

Q: 변수 선언과 초기화의 차이는 무엇인가요?

선언은 공간을 잡고 이름을 붙이는 것입니다(int count;). 초기화는 그 변수가 만들어지는 순간 값을 넣는 것입니다(int count = 0;). 선언만 하고 초기화하지 않은 지역 변수에는 그 주소에 이미 있던 바이트가 그대로 들어 있고, 그것을 읽는 것은 미정의 동작입니다.

Q: C의 변수 이름 규칙은 무엇인가요?

영문자, 숫자, 밑줄만 쓸 수 있고, 숫자로 시작할 수 없으며, int나 for 같은 키워드일 수 없습니다. 대소문자를 구분하므로 total과 Total은 다른 변수입니다. 밑줄로 시작하는 이름은 예약되어 있으니 피하세요.

변수는 프로그램이 읽고 바꿀 수 있는 값을 담는, 이름 붙은 메모리 조각입니다. C에서는 어떤 종류의 값을 담을지 항상 미리 밝혀야 하고, 그 선택은 변수가 살아 있는 동안 바뀌지 않습니다.

변수 선언하기

형태는 타입, 이름, 세미콜론입니다.

int age;
double price;
char grade;

각 줄은 해당 자료형에 맞는 메모리를 잡고 거기에 이름을 붙입니다. 아직 아무것도 저장되지 않았습니다. 공간은 존재하지만, 그 안의 내용은 앞서 실행된 무언가가 남겨 둔 값입니다.

같은 순간에 값을 줄 수도 있고, 이를 초기화라고 합니다.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int age = 30;
    double price = 19.99;
    char grade = 'A';

    printf("나이: %d\n", age);
    printf("가격: %.2f\n", price);
    printf("학점: %c\n", grade);
    return 0;
}

형식 지정자를 눈여겨보세요. int에는 %d, double에는 %f, char에는 %c입니다. printf는 받은 값을 들여다보지 않습니다. 형식 문자열을 그대로 믿기 때문에, 짝이 맞지 않으면 오류가 아니라 엉뚱한 값을 출력합니다.

선언 후 대입

변수가 존재하고 나면 =로 바꿉니다.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int score;      /* 선언됨, 값은 알 수 없음 */

    score = 0;      /* 대입 */
    printf("시작:  %d\n", score);

    score = 85;     /* 다시 대입 - 이전 값은 사라진다 */
    printf("중간:  %d\n", score);

    score = score + 10;   /* 이전 값을 읽고, 새 값을 저장한다 */
    printf("끝:    %d\n", score);
    return 0;
}

C에서 =는 같다는 뜻이 아니라 대입입니다. score = score + 10은 "score에 있는 값을 가져와 10을 더하고, 그 결과를 다시 score에 넣어라"로 읽힙니다. 비교 연산자는 ==이고, 이 둘을 헷갈리는 것은 불리언 페이지에 따로 절이 있을 만큼 흔한 버그입니다.

score += 10이라는 축약형은 더 적은 글자로 같은 일을 합니다. 복합 대입 연산자는 모든 산술 연산에 대해 제공됩니다.

초기화하지 않은 변수의 함정

이것은 C에서 초보자가 가장 많이 만드는 단 하나의 버그이고, 오류를 내지도 않습니다.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int total;      /* 값을 준 적이 없다 */

    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        total += i; /* 값이 있기도 전에 total을 읽는다 */
    }

    printf("합계: %d\n", total);
    return 0;
}

실행해 보세요. 정답인 15가 나올 수도 있습니다. 거대한 임의의 숫자가 나올 수도 있습니다. 두 번째 실행이나 다른 컴퓨터에서는 또 다른 값이 나올 수도 있습니다. 이 모두가 "올바른" 동작입니다. 초기화하지 않은 지역 변수를 읽는 것은 미정의 동작이고, C 표준은 무슨 일이 일어날지에 대해 아무 요구도 하지 않기 때문입니다.

많은 언어와 달리 C는 지역 변수를 0으로 채워 주지 않습니다. 지역 변수는 스택의 한 조각이고, 스택은 앞선 함수 호출들이 남긴 찌꺼기로 가득합니다. 그 찌꺼기가 우연히 0일 때도 있어서 이 버그는 더욱 위험합니다. 테스트에서는 잘 되다가 운영에서 터지는 일이 잦습니다.

고치는 데는 한 글자면 됩니다.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int total = 0;      /* 초기화됨 */

    for (int i = 1; i <= 5; i++) {
        total += i;
    }

    printf("합계: %d\n", total);
    return 0;
}

습관으로 만드세요. 모든 변수는 선언하는 자리에서 초기화합니다. 정말로 아직 마땅한 값이 없다면 0이나 NULL이 쓰레기 값보다 낫습니다. 그리고 -Wall로 컴파일하세요. 대부분의 경우를 잡아 줍니다.

warning: 'total' is used uninitialized in this function

전역 변수와 static 변수는 예외로, 자동으로 0으로 초기화됩니다. 거기에 기대도 괜찮지만, 그래도 = 0을 적어 두면 의도가 드러납니다.

한 번에 여러 개 선언하기

같은 타입의 변수들은 초기화자가 있든 없든 한 선언을 공유할 수 있습니다.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int x = 1, y = 2, z = 3;
    double width = 4.5, height;   /* height는 초기화되지 않았다 */

    height = 2.0;
    printf("%d %d %d\n", x, y, z);
    printf("넓이: %.2f\n", width * height);
    return 0;
}

이것은 합법이고 x, y, z처럼 긴밀히 연관된 값에는 흔합니다. 동시에 고전적인 오독이 사는 자리이기도 합니다.

int a = 0, b = 0, c = 0;   /* 셋 다 0 */
int d, e, f = 0;           /* f만 0 - d와 e는 쓰레기 값 */

초기화자는 줄이 아니라 이름 하나에 붙습니다. 값들의 의미가 서로 다르다면 각각 자기 줄을 주세요. 읽기도 좋고 diff도 깔끔합니다.

포인터를 한 줄에 선언하면 같은 함정이 더 날카롭게 나타납니다.

int *p, q;   /* p는 int 포인터, q는 평범한 int */

*는 타입이 아니라 이름에 붙습니다. 포인터는 한 줄에 하나씩 선언하세요.

이름 규칙과 관례

컴파일러의 규칙은 이렇습니다.

영문자, 숫자, 밑줄만 가능합니다.
숫자로 시작할 수 없습니다. total2는 되지만 2total은 안 됩니다.
C 키워드일 수 없습니다. int, return, for, double이라는 이름의 변수는 없습니다.
대소문자를 구분합니다. count, Count, COUNT는 서로 다른 세 변수입니다.
밑줄로 시작하거나 밑줄 두 개를 포함하는 이름은 구현을 위해 예약되어 있습니다. 만들지 마세요.

int itemCount;       /* 합법 */
int item_count;      /* 합법 - C에서 흔한 스타일 */
int _count;          /* 합법이지만 예약됨 - 피할 것 */
int item-count;      /* 오류: '-'는 빼기 연산자다 */
int 3rd_place;       /* 오류: 숫자로 시작한다 */
int float;           /* 오류: 키워드 */

대부분의 C 코드가 따르는 관례는 이렇습니다. 변수와 함수에는 snake_case, 매크로 상수에는 UPPER_CASE, 그리고 타입이 무엇인지가 아니라 값이 무엇을 뜻하는지 말해 주는 이름입니다. t보다 elapsed_ms가, n2보다 customer_count가 낫습니다.

스코프가 아주 좁을 때는 짧은 이름도 괜찮습니다. 반복 카운터 i는 누구나 이해하고, for (int loop_iteration_index = 0; ...)을 원하는 사람은 없습니다.

변수가 사는 곳

변수를 어디에 선언하느냐가 누가 볼 수 있고 얼마나 오래 사는지를 결정합니다. 이것이 스코프이고, 짧게 요약하면 이렇습니다.

#include <stdio.h>

int shared = 100;       /* 전역: 이 파일의 모든 함수에서 보인다 */

void show(void) {
    printf("show가 본 shared = %d\n", shared);
}

int main(void) {
    int local = 5;      /* main의 지역 변수 */

    {
        int inner = 7;  /* 이 블록 안에서만 지역 */
        printf("inner = %d, local = %d\n", inner, local);
    }
    /* 여기서 inner는 더 이상 존재하지 않는다 */

    show();
    printf("main이 본 local = %d\n", local);
    return 0;
}

변수는 선언된 지점부터 그것을 담은 블록의 닫는 중괄호까지 보입니다. 전역 변수는 프로그램 전체 동안 살아 있고 어디서나 보입니다. 편리하게 들리지만 그래서 문제를 일으킵니다. 어떤 함수든 바꿀 수 있으므로, 누가 바꿨는지 추적하려면 파일 전체를 뒤져야 합니다. 지역 변수를 선호하고, 값은 매개변수로 함수에 넘기세요.

어디서나 선언하기 (C99 이후)

원래의 C89에서는 블록 안의 모든 선언이 어떤 문장보다도 앞에 와야 했습니다.

int main(void) {
    int i, sum = 0;      /* 선언이 먼저 */
    printf("Starting\n");
    for (i = 0; i < 10; i++) { sum += i; }
    return 0;
}

C99부터는 값이 처음 필요한 자리에서 선언할 수 있고, for 헤더 안도 포함됩니다.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("시작\n");

    int sum = 0;                          /* 필요한 자리에서 선언 */
    for (int i = 0; i < 10; i++) {        /* i는 반복문 안으로 한정된다 */
        sum += i;
    }

    printf("합계: %d\n", sum);
    return 0;
}

이 쪽이 더 좋은 스타일입니다. 선언이 첫 사용 바로 옆에 놓이고, i가 함수의 나머지로 새어 나갈 수 없습니다. -std=c17(또는 C99 이상 설정)로 컴파일하면 어디서든 동작합니다.

자주 묻는 질문

C에서 변수는 어떻게 선언하나요?

타입, 이름, 세미콜론 순서로 씁니다. int age;처럼요. 같은 자리에서 값을 줄 수도 있는데(int age = 30;) 이를 초기화라고 하며, 거의 항상 이 쪽이 바람직합니다.

변수 선언과 초기화의 차이는 무엇인가요?

선언은 공간을 잡고 이름을 붙이는 것입니다(int count;). 초기화는 그 변수가 만들어지는 순간 값을 넣는 것입니다(int count = 0;). 선언만 하고 초기화하지 않은 지역 변수에는 그 주소에 이미 있던 바이트가 그대로 들어 있고, 그것을 읽는 것은 미정의 동작입니다.

C의 변수 이름 규칙은 무엇인가요?

영문자, 숫자, 밑줄만 쓸 수 있고, 숫자로 시작할 수 없으며, int나 for 같은 키워드일 수 없습니다. 대소문자를 구분하므로 total과 Total은 다른 변수입니다. 밑줄로 시작하는 이름은 예약되어 있으니 피하세요.

C 함수 안 어디서든 변수를 선언할 수 있나요?

C99부터는 가능합니다. 처음 필요한 바로 그 자리에서 선언하세요. 원래의 C89 표준에서는 모든 선언이 블록 맨 위에 와야 했고, 그래서 오래된 코드는 실제 작업 전에 선언이 벽처럼 쌓여 있습니다.