기억 클래스

변수는 자료를 저장하기 위하여 기억장소에 할당된 주소의 이름입니다. 따라서 변수는 어떠한 자료를 기억시키는가에 따라서 자료형이 결정되고, 기억되는 자료가 메모리에 얼마나 남아 있는가에 의해서 생존기간이 결정됩니다. 기억되는 자료는 프로그램이 종료될 때까지 사용되는 것이 있고, 일정 부분에서만 사용되고 그 이상 필요없는 경우가 있습니다. 응용프로그램에서 사용된 자료가 그 응용프로그램이 종료되었는데도 메모리에 그대로 남아있다는 것은 불필요할 뿐만 아니라 경우에 따라서근 많은 문제를 야기시킵니다. 그래서 당연히 특정 응용프로그램에서 사용된 메모리는 그 응용프로그램이 종료되면 메모리에서 삭제되어야 합니다.

또한 어떤 응용프로그램을 하나의 단위(함수 또는 프로시져)에서 전부 작성할 수 있다면 좋겠지만 대부분의 프로그램은 여러개의 단위인 함수가 모여서 하나의 응용프로그램이 작성된다.

어떤 함수가 실행되고 종료되면 그 함수 내에서 사용되었던 변수는 메모리에서 소멸되어야 하고 어떤 변수는 응용프로그램이 종료될 때까지 어떤 함수에서든지 사용해야 하는 경우가 있다. 이러한 변수는 특정 함수가 종료되더라도 메모리에 그대로 남아 있어야 합니다. 이처럼 변수는 필요에 따라서 생존과 소멸되는 그 생존 기간이 달라야 합니다. 변수는 『생존기간(scope)』에 따라서 여러가지로 나눕니다.

1. scope에 따른 변수의 종류

§ 지역변수, 자동변수(local variable, auto variable)

함수 내에서 선언되고 함수 내에서만 참조되며 함수가 종료되면 소멸되는 변수

§ 전역변수(global variable)

함수 밖에서 선언되고 어떤 함수에서든지 참조할 수 있는 변수

§ 정적변수(static variable)

함수 내에서 선언되고, 그 함수가 종료되어도 소멸되지 않고 계속 참조할 수 있는 변수

【01】 지역 변수

『지역변수(local variable, 자동변수)』는 함수 내에서 선언되고, 그 함수가 호출될 때 기억공간이 할당되고 함수가 리턴될 때 메모리에서 사라지는 변수입니다. 함수가 리턴될 때 변수는 소멸되지만 그 변수의 주소에 기억되어 있던 값은 그대로 남아있게 됩니다. 변수가 소멸된다는 것은 변수에 기억되어 있는 값이 지워지는 것이 아니라 그 변수를 참조하는 주소만 지워집니다. 그래서 결국 변수를 참조할 수 없기 때문에 변수에 기억되어 있는 값이 지워지는 것과 마찬가지입니다. 따라서 그 기억공간이 재활용되어 다른 함수에 할당되었을 때 그 값은 쓰레기 값이 될 것입니다.

지역변수를 선언할 때는 변수 선언문 앞에 auto 키워드를 붙여서 선언합니다. 그러나 프로그램에서 사용하는 대부분의 변수는 지역변수이므로 키워드를 생략하고 선언하면 지역변수로 선언되고 auto를 사용하지 않고 선언하는 것이 일반적인 선언 방법입니다.

【형식】

자료형 변수명;

auto 자료형 변수명;

【예】

auto int a;

int b;

다음 프로그램을 실행하고 결과를 예상하여 봅시다.

// File Number : ex0109_localVar01.c

#include<stdio.h>

int uf_add();

int uf_sub();

int main(void){

uf_add();

uf_sub();

return 0;

}

int uf_add(){

int n1,n2,sum;

printf("두 정수 입력:");

scanf("%d %d", &n1, &n2);

sum=n1 + n2;

printf("두 수의 합=%d\n", sum);

}

int uf_sub(){

int result, n1, n2;

result=n1-n2;

printf("두 수의 차=%d\n", result);

printf("n1=%d, n2=%d\n", n1, n2);

}

【예상 결과】

두 정수 입력:10 15

두 수의 합=25

두 수의 차=-5

n1=10, n2=15

그러나 실제 실행 결과는 다음과 같습니다.

【실행 결과】

두 정수 입력:10 15

두 수의 합=25

두 수의 차=15

n1=25, n2=10

변수 n1, n2는 사용자 정의함수 uf_add()에서 선언되고 사용되었습니다. 전술한 바과 같이 변수 n1, n2는 지역변수이기 때문에 uf_add() 함수가 종료되면 사라집니다. 따라서 uf_sub()에서 사용된 n1, n2는 다른 변수이고, 이 변수는 선언 후에 초기화 되지 않았기 때문에 garbage value가 들어 있고, 이 값에 의해서 계산이 됩니다. 변수 n1, n2를 uf_add()와 uf_sub()에서 같이 사용하려면 지역 변수가 아닌 전역 변수로 선언하여야 합니다.

【소스프로그램】

// File Number : ex109_localVar01.c

#include<stdio.h>

int uf_add(int n1, int n2);

int uf_sub(int n1, int n2);

int main(void){

int a,b,result;

printf("두 정수 입력:");

scanf("%d %d", &a, &b);

uf_add(a,b); ---------------- ①

printf("(main함수내의) 두 수의 합=%d\n", result); ---------------- ②

uf_sub(a,b); ---------------- ③

printf("(main함수내의) 두 수의 차=%d\n", result); ); ---------------- ④

return 0;

}

int uf_add(int x, int y){

int result;

result=x+y;

printf("(사용자정의함수 내의) 두 수의 합=%d\n", result);

return 0;

}

int uf_sub(int x, int y){

int result;

result=x-y;

printf("(사용자정의함수 내의) 두 수의 차=%d\n", result);

return 0;

}

두 수 30, 20를 입력한 경우에 ① 에서 uf_add(a,b);가 호출되면 uf_add에서만 사용하는 변수 x와 변수 y가 생성되고 a에 기억되어 있는 값 30이 변수 x에 복사되고 b에 기억되어 있는 값 20이 y에 복사됩니다. 그런 다음 변수 result가 생성되고 x, y를 더한 값 50이 result에 기억됩니다. 그런 다음에 result에 기억되어 있는 값이 출력이 되고 함수가 종료되면 변수 result는 소멸됩니다.

①에서 result를 출력하면 uf_add()에서 만들어진 result는 없어졌기 때문에 main()에서 만든 result값이 출력이 됩니다. main() 함수의 result에는 0 또는 garbage값이 들어 있고 그 값이 출력이 됩니다. ③, ④에서도 값은 과정이 반복이 됩니다. 이처럼 변수 result는 3군데에서 사용되었지만 변수명이 값더라도 다른 주소를 가지기 때문에 3 변수가 전부 다른 변수입니다.

【실행 결과】

두 정수를 입력:30 20

(사용자정의함수 내의) 두 수의 합=50

(main함수내의) 두 수의 합=0

(사용자정의함수 내의) 두 수의 차=10

(main함수내의) 두 수의 차=0

【02】 전역 변수

『전역변수(global variable, 외부변수, extern variable, global variable)』는 함수 밖에서 선언되어 프로그램 어느 곳에서든지 사용이 가능한 변수입니다. 특정 함수 안에서 선언되지 않고 main()함수나 사용자 정의함수 밖에서 선언되어 main함수와 사용자 정의 함수에서 다 사용이 가능하는 함수입니다. 그렇지만 전역변수는 프로그래밍 측면에서는 위험한 변수이므로 가급적 사용하지 않는 것이 좋습니다.

【소스프로그램】

// File Name : ex110_externVar01.c

#include<stdio.h>

int uf_add(int n1, int n2);

int uf_sub(int n1, int n2);

int a,b,result; ---------------------------- ①

int main(void){

printf("두 정수를 입력:");

scanf("%d %d", &a, &b);

uf_add(a,b); ---------------------------- ②

printf("(main함수에서) 두 수의 합=%d\n", result); ---------------------------- ③

uf_sub(a,b); ---------------------------- ④

printf("(main함수에서) 두 수의 차=%d\n", result); ---------------------------- ⑤

return 0;

}

int uf_add(int x, int y){

result=x+y;

printf("(사용자정의함수내의) 두 수의 합=%d\n", result);

return 0;

}

int uf_sub(int x, int y){

result=x-y;

printf("(사용자정의함수내의) 두 수의 차=%d\n", result);

return 0;

}

① 에서 int a,b,result;가 main(), uf_add(), uf_sub() 밖에서 선언되어 있습니다. 이 것은 a,b,result 가 선언될 때 생성되고 uf_add(), uf_sub()가 종료되어서 소멸되지 않고 남아있다는 의미입니다.

10과 20이 입력된 경우에, ② 에서 uf_add(a,b);가 호출되면 a에 기억되어 있는 10이 변수 x에 복사되고 b에 기억되어 있는 20이 y에 복사되고, 변수 result가 생성되고 x, y를 더한 값 30이 result에 기억된다. 그런 다음에 result에 기억되어 있는 값 30이 출력이 되고 함수가 종료되러라도 변수 result는 그대로 유지됩니다.

③ 에서 result에는 uf_add()에서 계산한 값 30이 그대로 남아 있고 result는 uf_add()에서만 사용하는 것이 아니라 main()에서도 사용하므로 30이 출력이 됩니다.

④ 에서 uf_sub()이 호출이 되면 a에 기억되어 있는 10이 변수 x에 복사되고 b에 기억되어 있는 20이 y에 복사되고 뺄셈을 하여 그 결과 -10이 result에 기억이 되고 그 값이 출력이 됩니다. 그리고 uf_sub()가 종료되어도 result는 그대로 남아 있습니다.

⑤ 에서 result에 남아 있는 값이 그대로 출력이 됩니다.

이처럼 변수 result는 1개를 만들어서 3개의 함수에서 다 사용하는 변수입니다.

【실행 결과】

두 정수를 입력:10 20

두 수의 합=30

두 수의 합=30

두 수의 차=-10

두 수의 차=-10

【03】 정적 변수

『정적변수(static variable)』 는 함수 내에서 선언되는 정적변수와 전역변수처럼 사용되는 정적변수가 있습니다. 함수 내에서 선언되는 정적변수는 함수가 처음 호출될 때 선언되고 함수가 종료되더라도 소멸되지 않고 남아 있는 변수입니다. 초기화는 처음 호출될 때 한 번만 되고 그 이후에는 초기화 되지 않고 값을 그대로 유지합니다. 그러나 함수 내부에 존재하므로 사용 범위는 함수 내부로 제한되고 다른 함수에서는 사용할 수 없습니다.

지역변수는 선언될 때 가비지값이 존재하므로 초기화하여 사용하고 초기화하지 않으면 문제가발생할 수 있습니다. 그러나 정적변수는 특별히 초기화하지 않아도 0으로 초기화됩니다.

【형식】

static 자료형 변수명;

【예】

static int a;

【소스 프로그램】

#include<stdio.h>

void uf_increase(void);

int main(void){

int a;

for(a=0;a<5;a++)

uf_increase();

return 0;

}

void uf_increase(void){

// int sum=0;

static int sum;

sum++;

printf("총합=%d\n", sum);

}

【실행 결과】

총합=1

총합=2

총합=3

총합=4

총합=5