Variable properties and types (1/2)
변수의 속성과 종류 C언어
Contents
1️⃣ 변수의 속성과 종류 (Variable Properties and Types)
2️⃣ 지역 변수 (Local Variable)
3️⃣ 전역 변수 (Global Variable)
4️⃣ 변수의 생존 기간(Variable Lifetime)
5️⃣ 저장 유형 지정자 (Storage Class Specifier)
Summary
변수의 속성 (Variable Property)
이름(Name): 변수의 고유 식별자입니다.
타입(Type): 변수에 저장할 데이터의 종류(예: int, float).
크기(Size): 타입에 따라 필요한 메모리 공간의 크기.
값(Value): 변수에 저장된 실제 데이터.
범위(Scope): 변수가 사용 가능한 범위, 지역 변수(Local Variable)와 전역 변수(Global Variable)로 구분됩니다.
생존 시간(Lifetime): 변수가 메모리에 존재하는 기간.
연결(Linkage): 다른 파일이나 코드에서 접근 가능한지 여부.
변수의 종류 (Variable Type)
지역 변수(Local Variable): 함수나 블록 내에서 선언되어 해당 블록 안에서만 접근 가능한 변수입니다. 자동으로 생성 및 소멸되며, 함수가 종료되면 메모리에서 사라집니다.
전역 변수(Global Variable): 함수 외부에서 선언되어 프로그램 전체에서 접근 가능한 변수입니다. 프로그램이 종료될 때까지 메모리에 유지됩니다.
저장 유형 지정자(Storage Class Specifiers)
auto: 함수 내부에서 자동으로 생성되는 지역 변수.
static: 함수 호출이 끝나도 값이 유지되는 정적 변수. 함수 외부에서 선언 시 파일 범위 전역 변수가 됩니다.
register: CPU 레지스터에 저장되어 빠르게 접근 가능한 변수.
volatile: 최적화를 방지하여, 값이 외부 요인에 의해 변경될 수 있는 변수(하드웨어 연동).
extern: 다른 파일에 선언된 전역 변수를 사용할 때 사용.
1️⃣ 변수의 속성과 종류
(Variable Properties and Types)
변수는 데이터를 저장하는 기본 단위이며, 아래와 같은 주요 속성들로 구성된다.
이름(Name): 변수의 고유한 이름
타입(Type): 변수에 저장되는 데이터의 종류(예: 정수, 문자 등).
크기(Size): 변수가 차지하는 메모리 공간의 크기.
값(Value): 변수에 저장된 실제 데이터.
이와 함께 범위(Scope), 생존 시간(Lifetime), 연결(Linkage) 이라는 중요한 개념도 있다.
범위(Scope): 변수가 어디서 사용될 수 있는지를 결정한다. 범위는 보통 변수가 선언된 위치에 따라 결정되며, 코드의 특정 영역에서만 변수를 사용할 수 있다. 예를 들어, 함수 내에서 선언된 변수는 그 함수 안에서만 접근할 수 있다.
생존 시간(Lifetime): 메모리에 존재하는 시간을 의미한다. 예를 들어, 함수 내에서 선언된 변수는 함수가 끝날 때 메모리에서 사라진다. 반면, 전역 변수(Global Variable)는 프로그램이 실행되는 동안 메모리에 계속 남아있게 된다.
연결(Linkage): 다른 파일이나 영역에 있는 변수와 연결될 수 있는 상태를 의미한다. 예를 들어,
extern키워드를 사용하여 다른 파일에 선언된 변수를 사용할 수 있다.
💡 위 그림은 생존시간, 범위, 연결에 대해서 설명하고 있다.
생존 시간: 변수
x가 생성되고, 그 변수가 메모리에 존재하는 기간을 나타낸다. 생존 시간이 끝나면 변수는 소멸되게 된다.범위: 변수
x가 접근 가능한 코드 영역을 의미한다. 즉, 특정 블록 안에서만 사용할 수 있는 지역 변수일 수도 있다.연결: 변수
x가 다른 영역의 변수와 어떻게 연결되는지 또는 접근 가능한지를 나타낸다.
변수의 속성과 종류 #1 : 범위(Scope in Variable)
💡 요약: 범위(Scope)는 그 변수가 사용할 수 있는 영역을 의미한다. 범위(Scope)에 따라 변수를 전역 변수(Global Variable)와 지역 변수(Local Variable)로 나눈다.
전역 변수(Global Variable):
프로그램의 어디서든 접근할 수 있다.
메모리에서 프로그램이 종료될 때까지 존재한다.
주로 여러 함수에서 공통으로 사용해야 하는 데이터에 적합하다.
예를 들어, 외부에서 공통으로 접근해야 하는 환경 설정 값 등을 저장할 때 사용한다.
지역 변수(Local Variable):
변수가 선언된 함수나 블록 내에서만 접근할 수 있다.
해당 함수가 실행을 마치면 메모리에서 사라진다.
주로 특정 함수 내부에서만 필요한 임시 데이터를 저장할 때 사용다.
2️⃣ 지역 변수 (Local Variable)
💡 요약: 특정 블록(Block) 내에서 선언되고, 그 블록 내에서만 사용할 수 있는 변수이다. 일반적으로 함수나 반복문 내에서 선언되며, 블록을 벗어나면 접근할 수 없게 된다.
지역 변수(Local Variable)는 함수 또는 코드 블록(예:
if,while) 안에서 선언되며, 해당 블록이 끝나면 메모리에서 사라지게 된다.이 때문에 같은 이름의 지역 변수를 다른 함수나 블록에서도 사용할 수 있다. 각각 독립적으로 존재하므로 서로 간섭하지 않는다.
지역 변수는 주로 임시적으로 필요한 데이터에 적합하다.
#include <stdio.h>
void exampleFunction() {
int x = 10; // 지역 변수 (Local Variable), exampleFunction 내에서만 유효
printf("exampleFunction의 x 값: %d\n", x);
}
int main() {
int x = 5; // 지역 변수 (Local Variable), main 함수 내에서만 유효
printf("main의 x 값: %d\n", x);
exampleFunction(); // exampleFunction 호출
// exampleFunction의 x는 main에서 접근할 수 없음
printf("%d\n", x); // 오류 발생
return 0;
}
main함수와exampleFunction함수 내에서 각각 이름이 같은x변수를 선언했지만, 이 둘은 서로 다른 변수이다. 각각의 지역 변수(Local Variable)로, 해당 함수 내에서만 사용 가능하다.main함수의x는exampleFunction에서 접근할 수 없고, 반대로exampleFunction의x도main함수에서는 접근할 수 없다.printf("%d\n", x);결과로 10이 아니라 지역변수에 의해 5로 나왔다.
지역 변수 #1: 선언 위치(Local Variable Declaration Location)
💡 요약: 최신 버전의 C에서는 블록(Block) 내의 아무 위치에서나 지역 변수(Local Variable)를 선언할 수 있다. 예전에는 블록의 맨 처음에서만 변수를 선언할 수 있었지만, 이제는 블록의 중간에서도 변수를 선언할 수 있게 되어 더 유연한 기능을 제공한다.
지역 변수(Local Variable)는 일반적으로 함수나 반복문, 조건문과 같은 코드 블록 안에서 선언된다.
이제는 블록 내의 어디에서든 선언할 수 있기 때문에, 변수를 필요로 하는 시점에 맞춰 선언할 수 있어 코드가 더 명확해진다.
예를 들어, 반복문 중간에 변수를 선언하고 초기화해야 할 경우, 그 위치에서 바로 선언이 가능해져 코드 작성이 더 편리해졌다.
💡 예제:
cCopy code#include <stdio.h>
int main() {
int total = 0;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
if (i % 2 == 0) {
int even = i; // 블록 중간에 선언된 지역 변수 (Local Variable)
printf("짝수 값: %d\n", even);
total += even;
}
}
printf("총합: %d\n", total);
return 0;
}
이 코드에서는
for문 안에if조건문이 있고, 그 조건문 안에서even이라는 지역 변수(Local Variable)가 선언되었다.even변수는if블록 내에서만 사용 가능하며, 그 외에서는 접근할 수 없다.이처럼 필요한 곳에서 바로 변수를 선언할 수 있어 가독성이 좋고 관리하기도 편리하다.
지역 변수 #2 :
같은 이름의 지역 변수(Local Variable with Same Name)
💡 요약:지역 변수(Local Variable)는 블록 내에서만 유효하기 때문에, 서로 다른 블록에서는 같은 이름의 변수를 선언할 수 있다. 이는 각 블록이 독립적인 범위를 갖고 있기 때문이다.
☑️같은 이름의 지역 변수(Local Variable with Same Name):
함수나 블록 내부에서 선언된 지역 변수(Local Variable)는 해당 블록이 끝나면 소멸하므로, 서로 다른 블록에서는 같은 이름의 변수를 선언해도 된다.
예를 들어,
main함수와sub함수 각각에count라는 이름의 변수가 있더라도, 이 변수들은 서로 독립적이다.
☑️ 독립적인 메모리 공간:
main함수의count와sub함수의count는 서로 다른 메모리 공간을 사용하므로, 한 쪽에서 값을 변경해도 다른 쪽에 영향을 미치지 않는다.
#include <stdio.h>
void sub() {
int count = 20; // sub 함수 내에서만 유효한 지역 변수 (Local Variable)
printf("sub 함수의 count 값: %d\n", count);
}
int main() {
int count = 0; // main 함수 내에서만 유효한 지역 변수 (Local Variable)
printf("main 함수의 count 값: %d\n", count);
sub(); // sub 함수 호출
return 0;
}
main함수와sub함수 모두count라는 이름의 변수를 선언하고 있지만, 서로 독립적인 지역 변수(Local Variable)로 동작한다.main함수의count는main내에서만 사용 가능하고,sub함수의count는sub함수 내에서만 사용 가능하다.결과적으로
main의count값과sub의count값은 서로 간섭하지 않는다.
지역 변수 #3
:생존 기간(Lifetime of Local Variables)
💡 요약: 지역 변수(Local Variable)는 특정 블록(Block) 안에서만 존재하며, 그 블록이 끝나면 자동으로 사라지게 된다. 변수의 생존 기간(Lifetime)은 그 변수가 메모리에 존재하는 기간을 의미한다.
지역 변수(Local Variable)는 일반적으로 함수나 코드 블록 내에서 선언된다.
해당 블록이 실행될 때 메모리에 생성되며, 블록이 끝나면 자동으로 메모리에서 사라지게된다.
따라서 블록이 끝나면 변수의 값은 더 이상 접근할 수 없게 되고, 새로운 값을 할당하려면 다시 변수를 선언해야 한다.
지역 변수 #4: 초기값 예(Initialization of Local Variable)
#include <stdio.h>
int main() {
int i;
for (i = 0; i < 5; i++) {
int temp = 1; // 지역 변수 (Local Variable), 반복문이 시작될 때마다 초기화
printf("temp = %d\n", temp);
temp++;
}
return 0;
}
for반복문 안의temp는 반복이 시작될 때마다1로 초기화된다.printf로temp의 값이 출력되며,temp++로 인해 값이2가 되지만, 반복이 끝날 때 사라진다.그래서 매 반복마다
temp는 다시1로 시작하여 같은 값이 출력되게 된다.
지역 변수 #5: 쓰레기 값 (Garbage Value of Local Variables)
💡 요약: 지역 변수(Local Variable)는 초기화되지 않으면 쓰레기 값(Garbage Value)을 가진다. C 언어에서는 지역 변수를 선언만 하고 값을 초기화하지 않으면, 그 변수에는 이전에 메모리에 남아있던 불확실한 데이터가 저장되게 된다. 따라서 항상 필요한 값으로 초기화(Initialization)해주는 것이 좋다.
e#include <stdio.h>
int main() {
int temp; // 초기화되지 않은 지역 변수 (Local Variable)
printf("temp = %d\n", temp); // 쓰레기 값 출력 가능
temp = 0; // 명시적으로 초기화
printf("초기화된 temp = %d\n", temp);
return 0;
}
지역 변수는 선언된 블록 내에서만 존재하고, 초기화되지 않으면 쓰레기 값을 갖게 됨
쓰레기 값을 갖는 변수는 예측할 수 없는 데이터를 담고 있기 때문에, 프로그램의 실행 중에 오류가 발생할 수 있다.
특히 디버깅 모드에서 이러한 변수를 사용할 때 런타임 오류(Runtime Error)가 발생할 수 있다. 이 문제를 피하려면 변수를 선언할 때 초기값을 설정하는 것이 좋다.
지역 변수 #6
: 함수의 매개 변수 (Function Parameters)
💡 요약: 함수 헤더 부분에 정의되며, 함수 내에서만 사용 가능한 일종의 지역 변수(Local Variable)이다. 즉, 매개 변수도 함수가 실행되는 동안에만 존재하며, 함수가 끝나면 매개변수도 사라지게 된다. 매개 변수는 함수가 호출될 때 전달된 인수(Argument) 값으로 초기화(Initialized)되게 된다.
#include <stdio.h>
void inc(int counter) { // 매개 변수로 값 전달
counter++; // counter 값 증가
}
int main() {
int i = 10;
printf("함수 호출 전 i = %d\n", i);
inc(i); // inc 함수 호출, i의 값이 복사되어 전달됨
printf("함수 호출 후 i = %d\n", i); // i의 값은 여전히 10
return 0;
}
inc함수는 매개 변수counter를 받아 1 증가시키지만,counter는i의 복사본이므로i자체는 변하지 않는다.printf출력 결과로함수 호출 전 i = 10과함수 호출 후 i = 10이 출력된다. 이는 값에 의한 호출 방식으로 인해 원래 변수i가 변하지 않음을 보여준다.
3️⃣ 전역 변수 (Global Variable)
💡 요약: 전역 변수(Global Variable)는 함수 외부에서 선언된 변수로, 프로그램의 모든 함수에서 접근할 수 있다. 전역 변수(Global Variable)는 프로그램이 실행되는 동안 메모리에 유지되며, 소스 파일 전체에서 사용할 수 있는 범위를 가진다.
전역 변수는 함수 외부에서 선언되며, 소스 파일 전체에서 접근할 수 있는 범위를 가진다.
프로그램이 종료될 때까지 메모리에 유지되므로, 여러 함수에서 데이터 공유가 가능하다.
하지만 전역 변수를 남발하면 프로그램의 복잡성이 증가하고, 유지보수가 어려워질 수 있다.
전역 변수 #1 : 초기값과 생존 기간
(Initial Value and Lifetime of Global Variables)
💡 요약: 전역 변수(Global Variable)는 프로그램이 시작할 때 자동으로 초기화(Initialized)되며, 별도로 초기화하지 않으면 0으로 설정된다. 전역 변수는 프로그램 전체에서 사용할 수 있으며, 프로그램이 종료될 때까지 메모리에 유지된다.
#include <stdio.h>
int A; // 전역 변수 (Global Variable), 초기값은 0
int B; // 전역 변수 (Global Variable), 초기값은 0
int add() {
return A + B;
}
int main() {
int answer;
A = 5;
B = 7;
answer = add(); // 전역 변수 A와 B의 합을 계산
printf("%d + %d = %d\n", A, B, answer);
return 0;
}
A와B는 Global Variable로 프로그램 시작 시0으로 초기화된다.main함수에서A와B의 값을 각각5와7로 설정한 후,add함수에서 이 두 값을 더하여 반환한다.전역 변수는 프로그램 전체에서 접근할 수 있어,
main과add함수 모두A와B에 접근하여 사용할 수 있다.
전역 변수 #2: 초기값 (Initial Value of Global Variables)
💡 요약: 별도로 초기화하지 않아도 기본값(Default Value)으로 0이 설정된다. 프로그램이 시작될 때 자동으로 초기화되므로, 필요시 추가적인 초기화 코드 없이 사용할 수 있다.
#include <stdio.h>
int counter; // 전역 변수 (Global Variable), 초기값은 자동으로 0
int main(void) {
printf("counter = %d\n", counter); // 초기값 0 출력
return 0;
}
counter는 함수 외부에 선언된 전역 변수(Global Variable)이다.이 전역 변수는 초기화하지 않았지만, 컴파일러가 프로그램 시작 시 자동으로
0으로 설정한다.따라서
main함수에서counter를 출력하면0이 출력된다.
전역 변수 #3 : 사용 (Using Global Variables)
💡 요약: 아래 코드에서는 x라는 전역 변수(Global Variable)가 사용되며, main 함수와 sub 함수에서 공유된다. 전역 변수는 프로그램 전체에서 공유되기 때문에, 함수들 간에 데이터가 유지되며 서로 영향을 미칠 수 있다.
#include <stdio.h>
int x; // 전역 변수 (Global Variable)
void sub() {
for (x = 0; x < 10; x++) {
printf("*");
}
}
int main(void) {
for (x = 0; x < 10; x++) {
sub();
}
return 0;
}
main함수의for루프는sub함수를 10번 호출하지만,sub함수에서x가 초기화되어 매번0부터 시작한다.sub함수 내의for루프가10번 실행되면서*가 총10개 출력된다.
전역 변수 #4: 사용 (Using Global Variables)
💡 요약: 전역 변수(Global Variable)는 프로그램 전체에서 공통적으로 사용하는 데이터를 저장하는 데 유용하다. 하지만 모든 데이터가 전역 변수로 선언되어야 하는 것은 아니다. 일부 함수에서만 사용하는 데이터는 전역 변수로 선언하기보다는 함수의 인수(Arguments)로 전달하는 것이 좋다.
프로그램 전체에서 공유되어야 하는 데이터는 Global Variable로 선언하여 여러 함수가 접근하도록 할 수 있다.
하지만 특정 함수에서만 필요한 데이터는 그 함수의 인수(Argument)로 전달하여, 불필요하게 전역 변수를 사용하지 않도록 한다.
이는 코드의 가독성과 유지보수성을 높이고, 전역 변수로 인한 예기치 않은 오류를 줄이는 데 도움이 되기 때문이다.
전역변수 #5: 같은 이름의 전역 변수와 지역 변수
(Global and Local Variables with the Same Name)
💡 요약: C 언어에서는 전역 변수(Global Variable)와 지역 변수(Local Variable)가 같은 이름으로 선언될 수 있다. 이런 경우, 지역 변수(Local Variable)가 우선되며, 지역 변수가 선언된 블록 내에서는 전역 변수가 가려져 보이지 않게 된다.
#include <stdio.h>
int sum = 1; // 전역 변수
int main(void) {
int sum = 0; // 지역 변수
printf("sum = %d\n", sum); // 출력: sum = 0
return 0;
}
int sum = 1;은 전역 변수로 선언되고,int main함수 안의int sum = 0;은 지역 변수로 선언되었다.printf함수는main함수의 지역 변수sum을 출력하여, 결과적으로0이 출력되게 된다.
중간 점검 (MidCheck Point)
범위(Scope)와 생존 기간(Lifetime), 초기값(Initial Value)과 같은 기본 개념을 점검할 수 있는 질문들이다.
변수의 범위에는 몇 가지의 종류가 있는가?
- 변수의 범위는 전역 변수(Global Variable)와 지역 변수(Local Variable)로 구분된다.
파일 범위를 가지는 변수는 무엇이라고 하는가?
- 파일 범위를 가지는 변수는 주로 전역 변수(Global Variable)이다. 파일 내의 모든 함수에서 접근할 수 있다.
블록 범위를 가지는 변수는 무엇이라고 하는가?
- 블록 범위를 가지는 변수는 지역 변수(Local Variable)로, 특정 블록(예: 함수, 조건문 등) 내에서만 유효하다.
똑같은 이름의 지역 변수가 서로 다른 함수 안에 정의될 수 있는가?
- 가능하다. 각 함수 내의 지역 변수는 독립적이므로 같은 이름을 사용할 수 있다.
지역 변수가 선언된 블록이 종료되면 지역 변수는 어떻게 되는가?
- 지역 변수는 블록이 종료되면 메모리에서 소멸(Destroyed)한다.
지역 변수의 초기값은 얼마인가?
- 초기화하지 않으면, 쓰레기 값(Garbage Value)을 가질 수 있다. 초기화가 필요하다.
함수의 매개 변수도 지역 변수인가?
- 매개 변수 역시 함수 내에서만 사용 가능한 지역 변수(Local Variable)이다.
전역 변수의 생존 기간과 초기값은?
- 전역 변수는 프로그램이 시작할 때 생성되고 종료할 때까지 존재한다. 초기값이 설정되지 않으면 0으로 자동 초기화된다.
4️⃣ 변수의 생존 기간(Variable Lifetime)
💡 요약: 변수의 생존 기간(Lifetime)은 변수가 메모리에 존재하는 기간을 의미한다. C 언어에서는 변수를 정적 할당(Static Allocation)과 자동 할당(Automatic Allocation) 방식으로 관리한다.
☑️ 정적 할당(Static Allocation):
전역 변수(Global Variable)와
static키워드로 선언된 변수가 이에 해당한다.프로그램이 실행되는 동안 메모리에 유지되며, 프로그램이 종료될 때까지 소멸되지 않습는다.
예를 들어,
total이라는 정적 변수는 프로그램이 실행되는 동안 메모리에 계속 남아 있게된다.
☑️ 자동 할당(Automatic Allocation):
함수나 블록 내에서 선언된 일반적인 지역 변수(Local Variable)가 이에 해당한다.
블록이 실행될 때 생성되고, 블록을 벗어나면 메모리에서 소멸된다.
예를 들어,
sum이라는 지역 변수는 블록 안에서만 존재하고, 블록이 끝나면 사라지게 된다.
변수의 생존 기간(Variable Lifetime) #1:
변수의 생존 기간을 결정하는 요인
💡 요약: 변수의 생존 기간(Lifetime)은 변수의 메모리 상에서 존재하는 기간을 의미한다. 이 생존 기간은 변수의 선언 위치와 저장 유형 지정자(Storage Class Specifier)에 의해 결정된다.
생존 기간(Lifetime): 변수가 메모리에 유지되는 시간이다.
생존 기간을 결정하는 요소 2가지:
변수의 선언 위치(Location of Declaration): 전역 변수인지, 지역 변수인지에 따라 생존 기간이 달라진다.
저장 유형 지정자(Storage Class Specifier): 변수의 저장 방식을 지정하는 키워드로, 변수의 생존 기간과 범위를 설정하는 데 사용된다.
5️⃣ 저장 유형 지정자 (Storage Class Specifier)
변수의 생존 기간과 범위를 설정하는데 사용되는 저장 유형 지정자는 변수의 저장 방식을 지정하는 키워드로 크게 5가지가 있다.
☑️auto
예제 유형: 기본 지역 변수 (Local Variable)
설명:
auto는 지역 변수에 기본으로 지정되므로, 사실상auto키워드를 명시적으로 사용할 필요는 없다. 예제에서는 단순히 함수 내부에서 선언된 지역 변수를 사용하여, 함수가 종료될 때 변수의 값이 사라지게 된다.예제: 함수 내부에서
auto지역 변수를 선언하여 함수 호출이 끝난 후 메모리에서 사라지는 변수의 생명주기를 설명할 수 있다.
☑️static
예제 유형: 정적 지역 변수 (Static local Variable)
설명:
static으로 선언된 지역 변수는 함수가 종료되어도 값이 유지된다. 예제에서는 같은 함수가 여러 번 호출될 때static변수의 값이 이전 호출 이후에도 유지되는 것을 볼수있다.예제: 함수가 호출될 때마다
static변수가 증가하도록 설정하고, 값이 매번 유지되는 것을 확인하는 예제를 작성할 수 있다.
☑️register
예제 유형: 빠른 접근이 필요한 반복문 변수
설명:
register는 CPU 레지스터에 변수를 저장하여 빠르게 접근할 수 있도록 한다. 반복문에서register변수를 사용하여 성능을 최적화하는 상황을 보여줄 수 있다.
☑️ volatile
예제 유형: 외부에서 변경될 수 있는 하드웨어 레지스터 또는 플래그 변수 (I/O device)
설명:
volatile키워드는 외부 요인(예: 하드웨어 인터럽트)에 의해 변경될 수 있는 변수에 사용된다. 예제에서는 외부에서 값이 변경될 수 있는 상황을 모사하여, 변수를volatile로 선언해 최적화를 방지하는 방식으로 작성할 수 있다.
☑️extern
예제 유형: 여러 파일 간의 전역 변수(Global Variable) 공유
설명:
extern키워드는 다른 파일에 선언된 변수를 참조할 때 사용된다. 예제에서는 두 개의 소스 파일을 작성하여, 한 파일에서 전역 변수를 정의하고 다른 파일에서extern을 통해 참조하는 방법을 보여줄 수 있다.예제:
file1.c에서 전역 변수를 선언하고 초기화하고,file2.c에서 이 변수를extern으로 선언하여 두 파일 간에 전역 변수를 공유한다.
저장 유형 지정자 #1 : auto (Storage Class Specifier: auto)
함수 내부에서 변수를 선언할 때,
auto키워드를 사용하면 해당 변수가 자동으로 할당된다.지역 변수는 기본적으로
auto속성을 가지므로, 일반적으로auto키워드를 생략할 수 있다.auto변수가 선언된 블록이 끝나면 메모리에서 사라지기 때문에 다른 블록에서 같은 이름의 변수를 선언해도 문제가 발생하지 않게 된다.
int main(void) {
auto int sum = 0; // 지역 변수 sum 선언, auto로 자동 할당됨
int i = 0; // auto 키워드를 생략한 기본 지역 변수 선언
...
}
main함수 내부에서auto int sum = 0;이라는 코드로 지역 변수(Local Variable)sum을 선언하고 초기화하고 있다.auto는 지역 변수의 기본 저장 유형이므로,auto를 생략해도sum은 자동으로 할당된다.int i = 0;는i라는 지역 변수를 선언하며,auto키워드를 생략한 예제이다.auto는 기본 저장 유형이기 때문에 생략해도 동일하게 작동하게 된다. 즉,i도 자동으로 할당되며main함수가 실행되는 동안에만 존재하고, 함수가 끝나면 메모리에서 사라진다.sum과i는 자동 변수(Automatic Variable)로,main함수가 시작될 때 메모리에 생성되고, 함수가 종료되면 자동으로 소멸된다. 따라서 이 변수들은main함수 내에서만 유효하며, 함수가 끝나면 사용할 수 없게 된다.
저장 유형 지정자 #2: static
(Storage Class Specifier: static)
static을 사용하여 선언된 변수는 함수가 종료되어도 값이 유지된다.
일반 지역 변수(Local Variable)는 함수가 호출될 때마다 새로 초기화되지만, static 지역 변수는 처음 한 번만 초기화된다.
static 변수는 함수가 끝난 후에도 이전 호출의 값을 기억한다.
#include <stdio.h>
void sub() {
static int scount = 0; // static 키워드로 선언된 정적 지역 변수
int acount = 0; // 일반 지역 변수
printf("scount = %d\t", scount); // scount 값을 출력
printf("acount = %d\n", acount); // acount 값을 출력
scount++; // scount 값을 증가시킴
acount++; // acount 값을 증가시킴
}
int main(void) {
sub(); // 첫 번째 호출
sub(); // 두 번째 호출
sub(); // 세 번째 호출
return 0;
}
sub함수에서scount는 static 키워드로 선언되어 정적 지역 변수가 된다. 이 변수는sub함수가 호출될 때마다 초기화되지 않고, 이전에 변경된 값을 계속 유지한다.acount는 일반적인 지역 변수(Local Variable)로,sub함수가 호출될 때마다0으로 초기화된다.main함수에서sub함수를 세 번 호출한다. 호출할 때마다 다음과 같은 동작이 일어난다.첫 번째 호출:
scount와acount모두0으로 시작한다.scount는1로,acount는1로 증가된다.두 번째 호출:
scount는 이전 호출에서 증가한1을 유지하고 시작하며,acount는 다시0으로 초기화된다. 호출 후scount는2,acount는1이 된다.세 번째 호출:
scount는 이전 호출에서 증가한2를 유지하고 시작하며,acount는 다시0으로 초기화된다. 호출 후scount는3,acount는1이 된다.
저장 유형 지정자 #2: register
(Storage Class Specifier: register)
register 키워드는 변수를 CPU 레지스터에 저장하도록 요청한다.
레지스터에 저장된 변수는 메모리보다 빠르게 접근할 수 있어, 반복문에서 자주 사용하는 변수에 유리하다.
컴파일러가 반드시 레지스터에 저장하지 않을 수도 있지만,
register를 사용하면 최적화에 도움을 줄 수 있다.
#include <stdio.h>
int sum = 0;
void rego() {
register int i; // register 키워드로 변수 i를 레지스터에 저장 요청
for (i = 0; i < 100; i++) {
sum += i; //0부터 99까지의 수를 모두 더한 값 계산
}
};
int main(void) {
rego();
printf("this is result %d", sum);
return 0;
}
register int i;는 register 키워드를 사용하여 변수i를 CPU 레지스터에 저장하도록 요청하였다. 이로 인해i는 메모리에 저장되는 것이 아니라, CPU 레지스터에 저장되어 더 빠르게 접근할 수 있게 된다.for반복문에서i는0부터99까지 증가하며, 각 단계에서sum에i의 값을 더해간다.이 반복문에서
i는 반복문을 수행하는 동안 계속해서 사용되므로,register키워드를 사용하여 성능을 최적화하려는 의도가 있다.
저장 유형 지정자 #3: volatile
(Storage Class Specifier: volatile)
volatile은 하드웨어에 의해 변할 수 있는 변수에 사용된다.
컴파일러 최적화(Compiler Optimization)를 방지하여, 변수의 값이 외부에서 변경될 수 있다는 것을 명시한다.
하드웨어와 연결된 변수에 주로 사용된다.
volatile int io_port; // 하드웨어와 연결된 변수로 volatile 지정
void wait(void) {
io_port = 0; // io_port를 0으로 설정
while (io_port != 255) // io_port가 255가 될 때까지 대기
;
}
volatile int io_port;로 선언된io_port변수는 volatile 키워드를 사용하여, 하드웨어에 의해 값이 변경될 수 있음을 명시하고 있다. 이 변수는 하드웨어 장치와 연결되어 있으므로 외부에서 값을 변경할 수 있다.wait함수에서io_port를0으로 설정한 뒤,while루프에서io_port가255가 될 때까지 대기한다. 만약 volatile 키워드를 사용하지 않았다면, 컴파일러가io_port의 값을 캐시하고 반복적으로 읽어오지 않을 수 있다. volatile로 선언하면, 매번 메모리에서 최신 값을 읽어오게 되어, 하드웨어가 값을 변경하면 즉시 반영된다.
중간 점검(MidPoint Check)
저장 유형 지정자에는 어떤 것들이 있는가?
- 저장 유형 지정자는 변수의 생명주기와 범위를 결정하는 키워드이다. 대표적인 저장 유형 지정자에는 auto, static, register, volatile, extern이 있다.
지역 변수를 정적 변수로 만들려면 어떤 지정자를 붙여야 하는가?
- 지역 변수를 정적 변수로 만들려면 static 지정자를 사용한다. static으로 선언된 지역 변수는 함수가 여러 번 호출되더라도 값이 유지된다.
변수를 CPU 내부의 레지스터에 저장시키는 지정자는?
- register 지정자를 사용하면 변수를 CPU 레지스터에 저장하도록 요청한다. 반복문에서 자주 사용하는 변수에 사용하면 성능이 향상될 수 있다.
컴파일러에게 변수가 외부에 선언되어 있다고 알리는 지정자는?
- extern 지정자는 변수가 다른 파일에 선언되어 있음을 컴파일러에 알린다. 다른 파일에서 선언된 전역 변수를 사용할 때 주로 사용된다.
static 지정자를 변수 앞에 붙이면 무엇을 의미하는가?
- static 지정자는 변수의 생명주기를 프로그램 전체로 설정하게 된다. 함수 내부에서 사용되면 정적 지역 변수(Static Local Variable)가 되고, 함수 외부에서 사용되면 파일 범위의 전역 변수(Global Variable)가 된다.
