함수의 개념 및 표준 함수

함수의 개념

수학에서의 함수

• 두 집합 X, Y에서 집합 X의 각 원소가 집합 Y의 원소에 반드시 하나씩 대응할 때, 이 대응을 집합 X에서 집합 Y로의 함수라 함

Program에서 함수

• 특정한 작업을 수행하는 기본 단위

• program 작성 시 반복되는 명령의 그룹을 함수로 정의해 놓은 후 필요할 때 호출하여 사용

함수의 유용성

• 일을 나누어서 해결함 (Divide and Conquer)

  • 기존에 main() 함수에서 모두 처리하던 일을 여러 부분으로 나누어서 각각 독립된 함수로 작성

    • program의 구조화 및 module화

  • 같은 code를 반복적으로 작성할 필요 없음

• 가독성 및 재사용성이 높아짐

  • code를 작고 독립된 기능 단위로 작성

    • program이 한눈에 들어옴

  • 이미 만들어진 함수를 다른 program 작성 시 다시 사용할 수 있음

    • printf(), scanf()..

• Code의 안정성 및 error 수정의 용이성

  • 함수 단위로 code를 검증함으로써 전체적으로 완성도 높은 program을 작성할 수 있음

  • 해당 부분에 대한 error 발생 시 한정된 범위에서 error 수정 가능

함수의 prototype 선언

• 함수를 사용하기 전에 반드시 함수가 구현되어 있거나, 함수의 prototype이 선언되어 있어야 함

반환값의 자료형      함수이름    (인수형, 인수이름, ...);
        int        add      (int a, int b)

int add (int a, int b) {
    // JS처럼 return이 되면 함수 종료
    return a+b;
}

반환 값과 인자의 자료 유형

• 기본 자료 형과 사용자가 정의한 자료 형 등 모든 자료 형을 반환 값이나 인자의 자료 형으로 사용 가능

  • char, short, int, long, float, double, char[], short[], …

• C 언어에서 반환 값을 생략하는 것은 반환 값이 int 형임을 의미

  • func();는 int func()와 같은 의미

• 반환 값을 생략하면 code의 가독성을 떨어뜨리므로 반환 값을 반드시 기술하는 것이 좋음

함수의 반환 값

void type

• 비어 있다는 의미의 type keyword로, 반환 값이 없는 경우 사용

• 인자가 하나도 없는 경우에 인자 목록에 void 사용 가능

  • int func1(void);는 int func1();와 같은 의미

표준 함수

• 일반적으로 많이 사용하게 될 함수를 미리 만들어서 개발자들이 편리하게 사용하도록 한 것

• 표준 library 함수라고도 함

• System 함수인 경우 함수의 prototype이 각각 다른 header file에 선언됨

  • 함수 printf()의 prototype은 header file stdio.h에 선언되어 있음

  • 함수의 구현된 내용은 library 또는 DLL과 같은 다른 file에 보관되어 있음

  • 따라서 printf() 함수를 다시 구현하는 대신 #include<stdio.h>를 source code에 삽입하면 printf()를 사용할 수 있음

• C 언어에서는 다음과 같이 기능에 따라 다양한 header file을 제공

입출력 함수

• 표준 입출력 함수

  • 입출력 기능과 관련된 표준 library 함수는 header file stdio.h에 그 함수의 prototype이 정의

  • 대표적인 함수

    • printf()

      • 문자열과 출력할 자료를 인수로 받아 이를 문자열에 정의된 형식으로 표준 출력 장치에 출력
      • format 문자열에서 출력할 값과 형과 출력 형식을 정하고 이에 필요한 값을
        나머지 인수들에서 얻어 주어진 형식대로 출력
      • 반환 값은 출력한 문자 수를 의미하고, 오류가 발생하면 이 값은 음수가 됨
      • print formatted output의 약자

      #include<stdio.h> // prototype 선언
      
      void main() {
        float phi = 3.141592594;
        printf("%5.3f￦n", phi); // 호출
      }
      

    • scanf()

      • 문자열과 입력할 자료를 인수로 받아 이를 문자열에 정의된 형식으로 표준 입력 장치로부터 입력
      • format 문자열에서 정의한 형식에 맞게 변수를 입력
      • 이 때 변수는 반드시 주소 값을 주어야 함
      • 반환 값은 성공적으로 입력한 변수의 개수를 의미하고, 오류가 발생하면 이 값은 EOF가 됨
      • scan formatted input의 약자

      #include<stdio.h> // prototype 선언
      
      void main() {
        float val;
        scanf("%f", &val); // 호출
        printf("%4.2f", val);
      }
      

    • puts()

      • 인수로 들어온 문자열을 표준 입력 장치에서 한 줄에 출력
      • 출력이 정상적으로 이루어지면 음수가 아닌 값을 반환하고, 오류가 발생하면 EOF 값을 반환
      • put string의 약자
      • int puts(char *);

      #include<stdio.h> // prototype 선언
      
      void main() {
        char str1[] = "let's";
        char str2[] = "go.";
        puts(str1); // 호출
        puts(str2); // 호출
      }
      

    • gets()

      • 표준 입력 장치로부터 하나의 line을 입력하여 인수로 들어온 문자열에 저장
      • 입력이 정상적으로 이루어지면 인수인 문자열을 반환하고, 오류가 발생하면 NULL 값을 반환
      • get string의 약자

      #include<stdio.h> // prototype 선언
      
      void main() {
        char str[80];
        gets(str); // 호출
        printf("%s￦n", str);
      }
      

• 형식 지정자

  • printf()와 scanf() 함수에서 입출력 할 자료의 형식을 지정

  형식 지정자	자료의 형식
  %c	단일 문자
  %d	십진수
  %e	과학 표기법으로 표시할 실수
  %f	실수
  %g	%e와 %f 중 더 짧은 것으로 표현
  %s	문자열
  %x	16진수 정수

• 형식 지정자와 자릿수

  • printf()함수에서 출력할 자료의 자릿수를 지정하기 위해 사용

  출력할 내용의 총 길이를 지정
  
  "%5d" => " 314"
  
  - 총 5가지에 표시
  - 이 경우 출력할 숫자가 3자리 10진수이므로 앞에 2자리는 blank로 채움
  
  출력할 내용 중 소수점 이하 숫자의 개수를 지정
  
  "%5.2f" => "3.14"
  
  - 소수점을 포함하여 총 5자리에 출력하되, 소수점 이하는 2자리만 표시
  

문자열 함수

• 대표적인 함수

  • strcmp()

    • 두 문자열을 비교한 결과를 반환
    • str1, str2를 인수로 받아, 사전 순서로 비교해서
      str1이 앞에 오면 음수를, 반대면 양수를, 같으면 0을 반환
    • string compare의 약자

    #include<string.h> // 선언
    #include<stdio.h>
    
    void main() {
      char str[10] = "happy";
      printf("%d￦n", strcmp(str, "hope")); // 호출, 결과 : (hope...0)
    }
    

  • strlen()

    • 인수로 받은 문자열에서 NULL 문자를 제외한 문자열의 길이를 반환
    • 한 개의 문자열을 인수로 받고, 문자열의 길이를 계산하여 반환
    • string length의 약자

    #include<string.h> // prototype 선언
    #include<stdio.h>
    
    void main(0 {
      char str[10] = "happy";
      printf("%s...$d", str, strlen(str)); // 호출, 결과 : (happy...5)
    })
    

  • strcpy()

    • 두 개의 문자열을 인수로 받아 앞 문자열에 뒤 문자열을 복사
    • str1, str2를 인수로 받고, str2를 str1에 복사
    • string copy의 약자

    #include<string.h> // 선언
    #include<stdio.h>
    
    void main() {
      char str[10] = "happy";
      strcpy(str, "hope"); // 호출
      printf("%s", str);
    }
    

  • strcat()

    • 두 개의 문자열을 인수로 받아 앞 문자열에 뒤 문자열을 연결
    • str1, str2를 인수를 받고, str2를 str1의 끝에 이어짐
    • string concatenation의 약자

    #include <string.h> // 선언
    #include <stdio.h>
    
    void main() {
      char str[10] = "happy";
      strcar(str, "hope"); // 호출
      printf("%s", str);
    }
    

Utility 함수

• Utility library 함수는 header fiel stdlib.h에 그 함수의 prototype이 선언

• 대표적인 함수

  • atoi()

    • 문자열을 인수로 받아 숫자로 읽어 정수로 반환
    • 문자열 str을 인수로 받고, str 안에서 숫자를 읽어 정수로 반환
    • ascii to integer의 약자

    #include<stdlib.h> // 선언
    #include<stdio.h>
    
    void main() {
      int num;
      char str[10];
      gets(str);
      num = atoi(str); // 호출
      printf("%d", num * 2); // 40
    }
    

  • atof()

    • 문자열을 인수로 받아 숫자로 읽어 실수로 반환

  • exit()

    • 인수로 상태를 나타내는 정수로 받고 program을 종료
    • program 실행 중 예외적인 상황이 발생해서 더 이상 정상적인 실행이 불가능할 때
      실행을 중단시키기 위해 사용됨
    • 인수는 상태를 표시하는 정수

    #include<stdlib.h>
    #include<stdio.h>
    
    void main() {
      ...
      if (failure) {
        printf("Error occurs, Program terminated.￦n");
        exit(1); // 호출
        // Error occurs, Program terminated.
      }
    }