〔CS50 / C언어〕배열: 컴파일링, 디버깅, 문자열, 명령행 인자

 

1. 컴파일링(Compiling)

 

(1) 전처리(Precompile) : 실질적인 컴파일 전에 무언가를 실행하라고 시키는 과정

#include <stdio.h> 를 소스 코드에 작성하면 stdio.h 파일의 내용을 포함한 새로운 소스 코드 파일이 생성된다

 

(2) 컴파일(Compile) : 전처리한 소스 코드를 어셈블리 코드로 변환하는 과정

컴파일이라는 용어는 넓은 의미로 소스 코드에서 오브젝트 코드로 변환하는 전체 과정을 의미하기도 하고 좁은 의미로는 전처리된 소스 코드를 어셈블리 코드로 변환하는 것을 의미한다

*** make 명령어를 통해 clang 이라는 컴파일러를 호출해서 소스코드를 오브젝트 코드로 변환할 수도 있다

 

(3) 어셈블(Assemble) : 어셈블리 코드를 오브젝트 코드로 변환하는 과정

어셈블러라는 프로그램을 통해 컴퓨터가 이해할 수 있는 0과 1로 이루어진 오브젝트 코드로 파일을 변환해준다

 

(4) 링크(Link) : 여러 개의 오브젝트 코드 파일을 실행 가능한 하나의 오브젝트 코드 파일로 합치는 과정

예를 들어 소스 코드에 #include <stdio.h>  #include <cs50>  두 개의 라이브러리를 포함시켰다면 컴파일하는 과정에서

clang hello.c     (x)                        clang hello.c  -lcs50  (o)

이런 식으로 링크해야 오브젝트 코드 파일이 하나로 통합되어 컴퓨터가 인식할 수 있게 된다

 

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2. 디버깅(Debugging)

 

 

(1) help50 : 프로그램의 실행에 실패하는 경우에 사용하는 디버깅 프로그램

help50 make 파일명  의 형식으로 커맨드 라인을 작성하면 기존에 컴파일 시에 생겼던 오류의 원인을 해석해준다

 

(2) printf : 프로그램이 정상적으로 실행되지만 사용자의 의도와 다르게 작동하는 경우에 사용

직접 의심이 가는 변수를 출력하여 버그의 원인을 확인한다

예시의 경우 진단을 위해 printf("i is now %i: ", i)  라는 명령어를 임시로 추가하였다

i 가 0 부터 시작해서 10으로 끝나므로 #이 총 11개 출력되었다는 것을 확인할 수 있으며 이를 고치기 위해서는

(1) for 루프 안의 조건 i<=10 을 i<10 으로 바꾸거나

(2) for 루프 안의 i 최초값을 0 에서 1로 바꿀 수 있다

 

(3) debug50 : CS50 IDE 에서 활용할 수 있는 디버깅 프로그램

한 줄씩 코드를 실행해보면서 변수의 값을 확인하며 버그의 원인을 파악하는 방법이다

디버깅 프로그램 재생버튼 옆에 있는 화살표(Step Over) 버튼을 누르면 브레이크 포인트부터 한 줄씩 코드를 실행할 수 있다

cd : Change Directory / 지정된 디렉토리로 이동하는 명령어

빨간색 점으로 표시되는 브레이크 포인트를 지정하지 않으면 디버깅 프로그램을 실행할 수 없다

 

(4) check50 : CS50 IDE 에서 활용하는 디버깅 프로그램

 

(5) style50 : 문법적 오류를 발견하는 것이 아니라 심미적 관점에서 읽기 쉬운 코드를 작성하는데에 도움을 주는 프로그램 

 

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3. 배열(Array)

 

 

(1) 정적 배열(Static Array)

같은 타입의 변수가 여러 개가 존재한다면 배열을 이용하여 하나의 변수로 묶어 관리할 수 있다.

위의 예시에서는 int 타입의 변수 score1, score2, score3 를 묶어 하나의 변수 scores 로 선언하였다.

int scores[3]; 라는 코드는 "int 자료형을 가지는 크기 3의 배열을 scores 라는 이름으로 생성한다"를 의미한다.

배열의 인덱스는 0부터 시작하므로 scores[0] scores[1] scores[2] 가 각각의 요소가 된다.

 

전역 변수(Global Variable) N 을 선언함으로써 점수 개수가 바뀌는 경우 코드를 수정하는 수고를 줄일 수 있다.

 

 

 

(2) 동적 배열(Dynamic Array)

 

for 루프와 함수의 선언을 통해 동적인 프로그램을 작성할 수 있다.

int n = get_int("Number of scores: ");  함수를 통해 배열의 크기(n)를 사용자로부터 입력 받는다. 

그리고 average 라는 새로운 함수를 선언하여 평균을 구한다.

이 함수는 length 와 array[], 즉 배열의 길이와 배열을 입력으로 받는다.

printf 함수에서 %f 에 플러그인된 average 함수에서는 배열의 길이: n, 배열: scores 가 된다.

새로운 함수를 선언할 때에는 int main(void) 전에 함수선언문; 을 따로 작성해주는 것을 잊지 말자!

sum += array[i];   는    sum = sum + array[i]   와 같다.

기존에 sum 과 length 를 int 라고 지정하였기 때문에 return 값이 소수점을 포함하지 않는 정수로 계산되는 오류를 방지하기 위하여 sum 또는 length 앞에 (float) 를 덧붙여준다. 

 

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4. 문자열(String)

 

(1) 배열을 이용하여 문자열 출력하기

문자열은 문자열을 이루는 문자(Char)들의 배열과도 같다.

예를 들어, 문자열 EMMA 는 각각의 문자 E, M, M, A 로 이루어져 있다.

크기 4의 배열 names 에 네 개의 이름을 할당하고 첫 번째 이름 "EMMA" 를 출력하는 두 가지 방법은 다음과 같다.

 

(1) printf("%s\n", names[0]);  → 문자열(string) 자체를 출력

(2) printf("%c%c%c%c\n", names[0][0], names[0][1], names[0][2], names[0][3]);  →   문자(char)들을 나열하여 출력

 

(2) for 루프 이용하여 문자열 출력하기

s 라는 변수에 "EMMA" 라는 입력값을 넣으면   s[0]='E'   s[1]='M'   s[2]='M'   s[3]='A'   s[4]='\0'  가 된다.

실제로 출력되지 않지만 문자열의 종료를 의미하는 '\0' 가 나올 때까지 문자의 출력을 반복하면 "EMMA"가 된다.

이는 for 루프의 실행 조건으로 s[i] != '\0' 혹은 i < strlen(s) 을 작성함으로써 가능해진다.

다만, 컴퓨터의 처리 속도가 빠르기에 상관치 않아도 되지만 루프가 반복될 때마다 i < strlen(s) 인지 묻는 것은 비효율적이다.

따라서 n 이라는 변수를 따로 만들어 strlen(s) 값을 저장하고 i < n 을 조건으로 작성하는 방법을 사용할 수 있다. 

새로운 라이브러리 <string.h> 를 추가하여 strlen() 함수를 사용할 수 있다.

아스키 코드 \0 은 null character 라고 부르며 문자의 마지막이 어디인지를 표현해주는 기능을 한다.

 

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5. 문자열의 활용

 

사용자로부터 문자열을 입력 받아 대문자로 바꾸어주는 프로그램을 작성하는 방법이다.

첫 번째 사진은 알파벳 대문자와 소문자의 ASCII 코드 상의 값이 32씩 차이나는 것을 이용한 방법이다.

두 번째 사진은 toupper() 함수를 이용하여 더욱 간단하게 소문자를 대문자로 변환하는 방법이다.

새로운 라이브러리 <ctype.h> 를 추가하여 toupper() 함수를 사용할 수 있다.

CS50 사용자를 위한 매뉴얼 사이트를 이용하여 새로운 함수와 라이브러리를 탐색할 수 있다.

 

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6. 명령행 인자(Command Line Argument)

 

소스코드를 컴파일하면서 clang hello.c 뿐만 아니라 clang -o hello 와 같이 머신코드 파일명을 바꾸어주는 경우가 있었다.

예시에서의 -o 와 같이 추가적인 정보를 주는 것들을 명령행 인자라고 부른다.

 

언제나 습관처럼 사용하는 int main(void) 를 자세히 들여다보면 main() 역시 하나의 함수라는 것을 알 수 있다.

main() 함수 안에 변수를 지정함으로써 명령행 인자를 받는 프로그램을 설계할 수 있다.

첫 번째 변수 argc 는 arguments count, 즉 함수가 받을 입력의 개수를 의미한다.

두 번째 변수 argv[] 는 arguments vector, 즉 해당 입력이 포함되어 있는 배열을 의미한다.

 

argv[0] 는 기본적으로 프로그램의 이름으로 저장되므로 사용자가 새로운 입력을 추가한다면 그것이 argv[1]가 된다.

./command 라고만 입력했을 경우 argc==1 이므로 else 인 경우의 "Hello,world" 가 출력된다.

./command David 라고 입력하면 argc==2 가 되므로 argv[1] 에 해당하는 "David"가 포함된 "Hello, David"가 출력된다.

 

 

※ 네이버 부스트 코스 모두를 위한 컴퓨터 과학(CS50) 강의를 참고하여 작성하였습니다.

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