숫자 배열

【알게되는 것들】

§ 배열의 의미

§ 1차원 배열과 2차원 배열

 

 

숫자 배열은 정수 또는 실수를 저장하기 위한 배열을 말합니다.

1.   1차원 배열

【01】 1차원 배열의 선언

배열은 하나의 변수에 같은 형식의 여러 데이터를 저장하여 사용하는 자료의 집합체입니다. 배열을 사용하려면 일반 변수와 마찬가지로 먼저 배열을 선언하여야 하는데, 배열의 이름과 배열에 저장할 데이터의 형, 기억시킬 원소의 개수를 지정합니다.

 

1차원 배열은 같은 형식의 여러 데이터를 하나의 변수에 긴 띠 모양으로 저장하여 사용하는 배열이며, 다음과 같은 형식으로 1차원 배열을 선언합니다.

 

【형식】

데이터_형 배열의_이름[배열요소의 수]

 

【예제】

int height[5];    //학생의 키를 기억하는 변수 5개를 선언

 

위 일반 형식에서 데이터 형은 int, long, float, char 등과 같이 C 언어에서 사용하는 모든 데이터 형을 지정할 수 있으며, 배열의 이름은 일반 변수명을 정하는 규칙에 따라 지정하면 된다. 원소의 수는 배열에 저장할 데이터의 수를 나타내는 것으로 0부터 시작해서 지정한 개수만큼의 기억 장소가 확보된다.

 

다음은 int height[5];  를 선언했을 때, 기억 장소의 모습을 나타냅니다.

 

주의 : 배열의 첨자는 0부터 시작됩니다.

 

위의 표는 정수형(int) 데이터를 저장하는 height 이라는 이름의 배열을 선언한 경우인데, 이 경우 height[0]부터 height[4]까지 모두 5개의 기억 장소가 확보됩니다. 배열이 선언되었으면 이제부터 여기에 자유롭게 데이터를 저장하고 할용할 수 있습니다.


 

【02】 1차원 배열 값 입력과 출력

정수형 데이터를 저장하는 배열 height[5]에 데이터를 저장한 후 데이터를 출력하는 프로그램을 만들어 봅시다.

 

height[3])에 저장되어 있는 정수 값을 출력하려면 다음과 같이 기술합니다.

 

printf("height[3]=%d\n", height[3]);

 

 

【소스 프로그램】

//File Name : ex130_numArray01.c

#include <stdio.h>

int main(void){

  int height[5];  // 키를 기억하기 위한 정수형 배열요소 5개를 선언

 

  //배열에 데이터 저장

  height[0]=175;  height[1]=170;

  height[2]=180;  height[3]=165;

  height[4]=169;

 

  // 배열 데이터 출력

  printf("height[0]=%d\n", height[0]);

  printf("height[1]=%d\n", height[1]);

  printf("height[2]=%d\n", height[2]);

  printf("height[3]=%d\n", height[3]);

  printf("height[4]=%d\n", height[4]);

  return 0;

}

 

【실행 결과】

height[0]=175

height[1]=170

height[2]=180

height[3]=165

height[4]=169

 

위 예제에서는 배열에 데이터를 저장할 때에는 각각의 배열요소에 배정문을 사용하여 데이터를 기억시키고, 출력할 때에도 각각의 배열요소를 직접 지정하여 출력하였습니다. 그러나 이런 방식으로 데이터를 저장하고 출력한다면 배열을 사용하는 의미가 없습니다. 그래서 배열을 사용할 때는 반복문과 첨자를 사용하여 입출력을 하는 것이 정석입니다.


 

【03】 반복문을 사용하여 배열값 출력

 

앞의 프로그램을 변경하여 정수형 데이터를 저장하는 배열 height[5]에 데이터를 저장한 후 데이터의 출력을 반복문을사용하여 출력하여 봅시다.

 

for 문을 사용하여 height[0] ~height[4] 까지 출력하려면 다음과 같이 작성합니다.

 

for(i=0;i<=4;i++){

         printf("height[%d]=%d\n", i, height[i]);

    }   

 

 

 

【소스 프로그램】

//File Name : ex130_numArray07.c

#include <stdio.h>

int main(void){

  int i;

  int height[5]; 

  height[0]=175;  height[1]=170;

  height[2]=180;  height[3]=165;

  height[4]=169;

  for(i=0;i<=4;i++){

   printf("height[%d]=%d\n", i, height[i]);

  }

  return 0;

}

 

【실행 결과】

height[1]=170

height[2]=180

height[3]=165

height[4]=169

 

 

많은 데이터를 입력할 때는 파일을 사용하지만 여기에서는 키보드로 입력하여 출력해 봅시다.

배열의 첨자를 표시하는 변수는 보통 i, j, k 등을 사용합니다.

 

 

 

【04】 반복문을 사용하여 배열에 입력

 

【형식】

 scanf( "%식별자", &배열명[첨자] );

 

【예】   

scanf( "%d", &height[i] );

 

다음은 scanf() 명령을 이용하여 점수 5개를 입력하고 이를 출력하는 프로그램입니다.

 

【소스 프로그램】

//File Name : ex131_numArray04.c

#include<stdio.h>

 

int main(void){

  int score[5];

  int i;

  for (i=0;i<=4;i++){

   printf("%d번 째 점수=",i+1);

   scanf("%d",&score[i]);

  }

  printf("입력한 점수:");

 

  for(i=0;i<=4;i++){

   printf("%5d",score[i]);

  }

  return 0;

}

 

【실행 결과】

1번 째 점수=90

2번 째 점수=100

3번 째 점수=80

4번 째 점수=70

5번 째 점수=60

입력한 점수:    90  100   80   70   60

 

위 예제는 배열을 사용하여 입출력할 때의 공식화된 명령어이므로 이 틀대로 프로그래밍을 합니다.

 

【한걸음 더】

//File Name : ex130_numArray_05.c

#include <stdio.h>

int main(void){

  int i, height[3];   

  height[0]=175;       height[1]=170;

  height[2]=180; 

  for(i=0;i<=4;i++){

   printf( "height[%d]=%d\n", i, height[i]);

  }

  return 0;

}

 

이 프로그램은 배열을 3개를 할당하였는데 실제로 사용할 때는 4개를 사용하였습니다. 그러나 C언어에서는 컴파일러가 에러를 보고하지 않고 그대로 컴파일되고 실행도 정상적으로 이루어집니다. 그렇지만 이 프로그램을 2번 실행한 경우를 살펴 봅시다.

 

【첫 번째 실행결과】

height[0]=175

height[1]=170

height[2]=180

height[3]=3

height[4]=10296144

 

【두 번째 실행결과】

height[0]=175

height[1]=170

height[2]=180

height[3]=3

height[4]=10623824

 

height[4]의 출력값이 다르다는 것을 알 수 있습니다.

 

다음 프로그램을 살펴봅시다.

//File Name : ex131_numArray_06.c

#include <stdio.h>

int main(void){

  int i, height[3];   

  height[0]=175;       height[1]=170;

  height[2]=180;       height[3]=165;

 

  for(i=0;i<=4;i++){

   printf( "height[%d]=%d\n", i, height[i]);

  }

  return 0;

}

 

【첫 번째 실행결과】

height[0]=175

height[1]=170

height[2]=180

height[3]=3

height[4]=1973072

 

【두 번째 실행결과】

height[0]=175

height[1]=170

height[2]=180

height[3]=3

height[4]=11606864

 

height[3]=165; 으로 분명히 값을 초기화하였는데도 출력값은 그 값으로 나오지 않습니다.

 

배열을 선언할 때에 int height[3]; 로 선언하였기 때문에 height[0], height[1], height[2] 3개만 만들어 지고 height[3], height[4] 등은 만들어지지 않습니다. 따라서 height[3]에 height[3]=165; 처럼 값을 할당하여도 제대로 할당되지 않습니다. height[4]=11606864 의 경우에는 그 주소에 해당되는 garbage 값이 출력됩니다. 이처럼 C언어에서는 배열을 사용할 때에 처음에 선언한 값만을 제대로 사용하기 때문에 배열을 사용할 때에는 주의하여야 합니다.

 

처음에 선언한 값만을 제대로 사용

【05】 1차원 배열의 초기화

C 언어에서는 단순히 변수를 선언하기만 하면 그 변수에는 쓰레기 값이 담깁니다. 배열도 마찬가지로 선언만 하고 초기값을 지정하지 않으면 배열의 각 원소에는 쓰레기 값이 담깁니다. 배열을 선언하면서 초기값을 지정하기 위해서는 다음과 같이 { 와 } 안에 첫 번째 원소부터 컴마(,)로 구분하여 데이터를 기술하면 됩니다. 1차원 배열의 초기값을 지정하는 여러 형태를 알아보면 다음과 같습니다.

 

① int a[5]={ 3, 2, 7, 6, 9 };

배열 a[5]를 선언하면서 여기에 5개의 데이터를 저장하는 경우로써, a[0]부터 a[4]까지 3, 2, 7, 6, 9가 차례대로 저장됩니다.

 

첨자

0

1

2

3

4

데이터

3

2

7

6

9

 

② int b[]={ 3, 6, 2 };

배열의 크기를 생략한 경우인데, 이 경우는 초기화한 데이터의 수에 따라 배열의 크기가 정해집니다. 따라서 배열 b[]는 b[0]부터 b[2]까지 모두 3개의 기억 장소가 만들어지고 여기에 3, 6, 2의 데이터가 차례로 저장됩니다.

 

첨자

0

1

2

데이터

3

6

2

 

③ int c[5]={ 5, 8, 3 };

배열 c[5]에 3개의 데이터만 초기화시킨 경우입니다. 이 경우 c[0]부터 3, 6, 2의 데이터가 차례로 저장되고, 나머지 배열의 원소에는 쓰레기 값이 저장됩니다.

 

첨자

0

1

2

3

4

데이터

5

8

3

쓰레기값

쓰레기값

 

④ int d[5]={ 4, };

배열 d[5]에 한개의 데이터를 초기화 시키면서 마지막에 컴마(,)를 삽입한 경우입니다. 이와 같이 마지막 데이터에 컴마(,)를 기술하면 초기화하지 않은 원소에는 모두 0이 저장됩니다. 즉 d[0]에는 4가 저장되고, 나머지 원소에는 0이 저장됩니다.

 

첨자

0

1

2

3

4

데이터

4

0

0

0

0

 

 

배열의 요소를 모두 0으로 초기화 하려면

int d[5]={ 0, };

 

 

⑤ static int e[5];

배열 e[5]의 기억 영역을 static 영역으로 지정한 것입니다. 이처럼 배열을 static로 지정하는경우는 별도의 초기화를 하지 않더라도 숫자 배열의 경우 모든 배열 원소에 0이 저장되고, 문자 배열의 경우 NULL 문자(\0)가 저장됩니다.

 

첨자

0

1

2

3

4

데이터

0

0

0

0

0

 

 

다음은 배열을 0으로 초기화하고 배열의 상태를 보인 프로그램입니다.

 

【소스 프로그램】

//File Name : ex130_numArray03.c

#include <stdio.h>

int main(void){

  int i;

  int a[5]={0,};

  for(i=0; i<=4; i++) {

   printf("a[%d]=%d  ", i,a[i]);

  }    

  return 0;

}

 

【실행 결과】

a[0]=0  a[1]=0  a[2]=0  a[3]=0  a[4]=0

 

 

 

 

 

⁌ 예제 프로그램 ⁍

정수형 배열 a[10]에 임의의 데이터를 초기화 하고, 그 합을 구한 다음 배열값과 합을 출력하는 프로그램을 작성하여 봅시다.

 

【소스 프로그램】

//File Name : ex130_numArray02.c

#include <stdio.h>

#include <stdio.h>

int main(void){

  int i, a[10]={ 3, 7, 6, 4, 8, 9, 12, 2, 10, 1 };

  int sum=0;

  for(i=0; i<10; i++) {

   printf("a[%d]=%d  ", i,a[i]);

   sum+=a[i];

  }

  printf("\nsum=%d\n", sum);

  return 0;

}

 

【실행 결과】

a[0]=3  a[1]=7  a[2]=6  a[3]=4  a[4]=8  a[5]=9  a[6]=12  a[7]=2  a[8]=10  a[9]=1

sum=62

 

 

⁌ 예제 프로그램 ⁍

피보나치 수열 20개를 구하여 배열에 저장하고, 다음 형식으로 출력하는 프로그램을 작성하여 봅시다.

 

【실행 결과】

fibo[0]=0       fibo[1]=1       fibo[2]=1       fibo[3]=2

fibo[4]=3       fibo[5]=5       fibo[6]=8       fibo[7]=13

fibo[8]=21      fibo[9]=34      fibo[10]=55     fibo[11]=89

fibo[12]=144    fibo[13]=233    fibo[14]=377    fibo[15]=610

fibo[16]=987    fibo[17]=1597   fibo[18]=2584   fibo[19]=4181

 

피보나치 수열은 다음과 같이 정의됩니다.

 

%FontSize=16 %TeXFontSize=16 \documentclass{article} \pagestyle{empty} \begin{document} \[ F_0=0, F_1=1, F_{n+2}=F_{n+1} + F_{n} \] \end{document}   또는

 

%FontSize=16 %TeXFontSize=16 \documentclass{article} \pagestyle{empty} \begin{document} \[ F_0=0, F_1=1, F_{n}=F_{n-2} + F_{n-1} \] \end{document}

 

 

다음과 같이 앞의 두 항의 합을 구하여 다음 항의 값을 생성합니다.

 

0

1

1

2

3

5

8

13

...

 

피보나치 수열은 처음 2개의 항은 0과 1로써 고정되어 있기 때문에 3번째 항부터 계산을 하여야 합니다. 따라서 배열의 첫 번째 요소와 두 번째 요소는 각각 0과 1로 초기화 하고 나머지는 전부 0으로 초기화한 다음에 계산을 하여 배열에 입력하여야 합니다. 따라서 배열을 선언할 때 다음과 같이 선언합니다.

 

fibo[20]={0,1,};

 

 

%FontSize=18 %TeXFontSize=18 \documentclass{article} \pagestyle{empty} \begin{document} \[ F_0=0, F_1=1, F_{n}=F_{n-2} + F_{n-1} \] \end{document} 정의를 사용하면 C언어로는 다음과 같습니다.

 

fibo[i]=fibo[i-2]+fibo[i-1];

 

 

【소스 프로그램】

//File Name : ex0132_fibo_01.c

#include <stdio.h>

int main(void){

  int i, counter=1;

  int fibo[20]={0,1,};

  for(i=2; i<=19; i++) {

        fibo[i]=fibo[i-2]+fibo[i-1];

    }

    for(i=0; i<=19; i++) {

        printf("fibo[%d]=%d\t", i,fibo[i]);

        if(counter%4==0)

            printf("\n");

        counter++;

    }

 

  return 0;

}

⁌ 예제 프로그램 ⁍

정수형 배열 num[100]의 모든 원소를 0으로 초기화 한 다음, 이것을 이용하여 1부터 100까지의 수 중에서 소수(prime number)들만 출력하는 예를 살펴봅시다.

 

 

【소스 프로그램】

//File Name : ex131_numArray04.c

 

#include <stdio.h>

int main(void){

  int i, j, count=0;

  int num[100]={ 0, };

  for( i=2; i<100; i++ ) {

   if( num[i]==0 ) {

        printf("%4d", i );

        count++;

 

        if( count%10==0 ) printf("\n");

        for(j=i; j<100; j+=i ) {

             num[j]=1;

        }

   }

  }

  return 0;

}

 

【실행 결과】

2   3   5   7   11  13  17  19  23  29

31  37  41  43  47  53  59  61  67  71

73  79  83  89  97

 

이 프로그램은 먼저 배열의 모든 원소를 0으로 초기화 시킵니다. 이어서 num[2]의 값이 0이면 2를 출력하고, 2의 배수 위치의 원소에 1을 기억시켜 2의 배수가 소수가 아님을 나타냅니다. 다음으로 num[3]의 값이 0이면 3을 출력하고, 3의 배수 위치의 원소에 1을 기억시켜 3의 배수가 소수가 아님을 나타냅니다. num[4]의 경우는 1이 기억되어 있으므로 아무런 처리를 하지 않습니다. 이상과 같은 처리를 반복하면 1부터 100까지의 수중에서 소수들만 신속하게 구하여 출력할 수 있습니다.

 

 

배열내의 데이터의 수를 세는 방법으로 ‘sizeof(배열명)/자료형의 크기’를 사용하는 것은 정확하기 않습니다. 이 방법을 선언된 배열의 크기를 계산하는 것이고 실제 배열된 데이터의 개수를 세는 것은 아닙니다.