[ C 언어 스터디 ]

자료출처: 핵심 길잡이 C 프로그래밍 언어

도서출판: 성안당

2. 기본 자료형 ( Data Type )

자료 ( date )라 함은 프로그램 상에서 실제 적용되는 값으로 자료형 ( data type ) 의 종
류인 상수와 변수들에 사용되는 기본적인 값들을 의미한다. 상수 ( constant )는 변하지
않는 일정한 값을 가지나, 변수 ( variable )는 기억된 값이 변할 수도 있다. 이들은 모두
메모리의 특정한 주소에 위치한 일련의 바이트 ( byte )들로 구성되며 그 형태는 데이터
의 형에 따라 달라진다.
C 언어에서 사용되는 데이터의 형에는 여러 가지가 있다. 기본적인 데이터의 형은
정수형, 부동 소수점형, 문자형으로 나눌 수 있다. [ 표 2-1 ]은 C 언어에서 사용되는 기
본적인 데이터형을 나타낸 것이다.
프로그램에서 사용할 수 있는 상수들의 형태는 데이터의 형에 따라서 미리 정해져
있다. 그러나 변수들은 사용하기 전에 반드시 데이터의 형을 선언하여야 하며, 초기값
을 부여할 수도 있다.

[ 표 2 -1 ] 데이터형, 크기, 허용 범위

데이터형	데이터 크기 ( bits )		값의 허용 범위
	16비트 컴퓨터	32비트 컴퓨터
short	16	16	-32,768 ~ 32,767
int	16	32	-32,768 ~ 32,767
long	32	32	-2,147,483,648 ~ 2,147,483,647
unsigned int	16	16	0 ~ 65,535
unsigned long	32	32	0 ~ 4,294,967,295
float	32	32
double	64	64
long double	80	80
char	8	8	- 128 ~ 127
unsigned char	8	8	0 ~ 255

★ 상 수 ★

상수는 프로그램 실행 중 그 값이 변하지 않는 고정된 숫자 값 ( fixed numericvalue )으로
정수형 상수 ( integer constant ), 문자열 상수 ( string constant ), 기호 상수 ( symbolic constant )
로 분류된다.

< 정수형 상수 ( Integer constant ) >

기계 내부에서 사용하는 정수형 데이터의 표현 형태는 시스템에 따라 조금씩 다를 수 있으나
[ 그림 2 - 1 ]과 같이 2진수 형태로 표현되다.

S: 부호 비트 ( sign bit, 양수 : 0, 음수 : 1 )
값의 허용 범위 :
(  a ) 16비트로 표현되는 경우

S: 부호 비트 ( sign bit, 양수 : 0, 음수 : 1 )
값의 허용 범위: )
( b ) 32비트로 표현되는 경우

[ 그림 2 - 1 ] 정수형 데이터의 표현

정수형 상수는 소수점이 없는 상수로 10진수 ( decimal ) , 8진수 ( octal ), 16진수
( hexadecimal )로 구분된다. 10진수는 시스템이 표현할 수 있는 값의 범위 내에서
소수점이나 지수를 사용하지 않고 12, -12, 0 등과 같이 부호 ( +, - )와 숫자 ( 0 ~9 )
들로만 표현된다. 이 경우 부호 비트가 0 ( zero ), 16진수로 표시할 때에는 숫자
앞에 0x과 0X를 붙여서 나타낸다. 예를 들면 다음과 같다.

그러나 100000000과 같은 큰 수는 다음과 같이 수의 끝에 L ( 또는 소문자 ㅣ )을 붙이
면 long 형의 정수형 상수로 취급된다. 예를 들면 다음과 같다.

< 부동 소수점 상수 ( Floating point constant )>

부동 소수점 상수는 [ 그림 2 - 2 ]에 나타낸 것과 같이 지수부와 소수점을 나뉘어져 2
진수 형태로 표현된다. 이것은 유효숫자를 나타내는 소수부와 크기를 표시하는 지수부
의 비트가 제한되어 있기 때문에 그 근사값이 기억되는 경우가 많다. 예를 들어 ⅓
은 0.3333.......과 같이 무한이 계속되나 유효숫자를 표현할 수 있는 데까지만 기억된다. 따라
서 이러한 유효숫자를 나타낼 수 있는 비트 수가 많을수록 원래 수에 가깝게 표현될 수 있다.

S: 부호 비트 ( sign bit, 양수 : 0, 음수 : 1 )
값의 허용 범위 :  
 ( a ) 32비트로 표현되는 경우

S: 부호 비트 ( sign bit, 양수 : 0, 음수 : 1 )
값의 허용 범위 :
( b ) 64비트로 표현되는 경우

[ 그림 2 - 2] 부동 소수점형 데이터의 표현

부동 소수점 상수의 자료형은 float와 double로 지정되며 부호와 지수부를 나타내는
비트 수는 같으나, 소수부를 나타내는 비트 수가 double형이 많으므로 보다 정확한 수
를 원하는 경우에는 double형을 사용하여야 한다. C 언어에서 표현 가능한 부동 소수
점형 상수에는 10진수형 ( decimal form ) 과 지수형 ( exponential form )으로 구분된다.
예를 들면 다음과 같다.

< 문자 상수 ( Character constant ) >

문자 상수는 하나의 문자를 단일 인용부호 ( '    ' )로 묶어서 표현하거나, 인쇄가 불가
능한 문자들은 ＼ ( back slash ) 와 문자를 조합하여 만든 확장 문자열 ( escape sequence )
을 단일 인용부호로 묶어서 표현한 것이다. 이때 사용되는 문자는 8비트로 처리되며 이
는 내부적으로 ASCII ( American Standard Code Information Interchange ) 코드
와 EBCDIC ( Extended Binary Coded Decimal Interchange ) 코드에 대응하는 숫자
값으로 변환되어 기억된다.

따라서, 문자 상수는 다른 문자와 비교하는 데 많이 사용되며, 다른 숫자와 마찬가지
로 산술 계산에도 사용된다. 그러나 ASCII 문자 집합을 키보드로 모두 나타낼 수는
없다. 이러한 문제를 해결하는 것이 ＼ ( back slash )를 이용하여 문자 집합에 해당하는
코드 값으로 표현하는 방법이다.

역슬래시 ( ' ＼ ' ) 바로 다음 문자를 확장 문자열 ( escape sequence ) 이라 하며 이것은
화면상의 출력은 없고 화면 출력을 제어하는 제어 문자로 사용된다.

[ 표 2 - 2 ]는 확장 문자열을 나타낸 것이다.

[ 표 2 - 2 ] 확장 문자열

< 문자열 상수 ( String constant ) >

문자열 상수는 한 개 이상의 문자들로 이루어진 것을 이중 인용부호 ( "   " )로 묶어서
표현한다. 문자열 상수는 기계 내부에서 문자 배열 ( array )로 기억되며, 이러한 문자열
을 표시할 때 각각 한 개의 문자는 배열의 각 요소에 저장되고, 컴파일러는 문자 배열
의 끝에 널 문자 ( null character : '＼0' )를 자동으로 부가하여 문자열의 끝을 알 수 있
게 한다.
문자 상수 ' P '와 문자열 상수 " P "의 기억 형태를 나타내면 다음과 같다.

( a ) 문자 상수 ' P '

( b ) 문자열 상수 " P "

[ 그림 2 - 3 ] 문자 상수 ' P '와 문자열 상수 " P "의 차이
또한, C 언어에서의 문자열은 다른 프로그래밍 언어와는 달리 배열과 매우 밀접한
관계를 갖고 있으며, printf 문에서 사용하는 문자열 서식은 %s 로 표현된다.

< 기호 상수 ( Symbolic constant ) >

기호 상수란 프로그램 상에서 # define 선언문으로 정의하는 상수를 말한다. 이 기호
상수의 사용으로 아주 편리하게 프로그램을 작성할 수 있다.
또한, 이러한 기호 상수들은 대문자, 소문자, 숫자 그리고 밑줄문자 ( _ ) 등으로 만들
수 있으며 첫 글자만 영문자로 시작하면 된다.
C 언어 상에서 모든 명령이 소문자로 이루어지는 것과는 달리 이 기호 상수들은 대
소문자의 구별이 없다.

★ 변수 ( Variables ) ★

변수는 상수를 기억시키기 위한 기억 장소를 말하는 것으로 기억 장소는 갖는 상수
의 데이터형 ( data type ) 에 따라 변수의 형이 결정된다.
또한, 숫자를 나타내는 상수의 기억을 위해서는 변수를 선언할 때 숫자 상수의 자료
길이에 따라 int , short , long 형 등으로 구분하여 선언해 준다.
C 언어 상에서 변수를 사용할 때는 반드시 데이터의 형을 선언해 주어야 한다.
또한, 사용자가 임의의 규칙에 따라 정하는 것으로 프로그램의 실행에 필요한 어떠
한 값을 기억시키기도 하고 기억된 값을 변경시킬 수도 있다.
프로그램에서 사용되는 변수의 이름 즉, 변수명을 지정할 때는 몇 가지 주의해야 할
규칙들이 있다.

1 . 변수명으로 사용 가능한 문자는 영문자 ( 대문자 A ~ Z , 소문자 a ~ z ) , 숫자 ( 0 ~
9 )와 밑줄문자 ( underscore )로 구성된다.

2 . 변수명의 첫 글자는 반드시 영문자 또는 밑줄문자 ( _ )로 시작해야 하며, 숫자나
다른 특수문자를 사용해서는 안 된다.

3. 변수명 지정시 영문자의 대소문자는 각각 다른 변수로 인식하기 때문에 구별하여
사용해야 한다.

4. 변수명 지정시 그 길이는 제한이 없지만 최대 32문자까지만 유효하다.

5. 변수명 중간에 공백 ( blank )을 두어서는 안 된다. 왜냐하면 변수명 중간에 공백
을 두면 컴파일러는 두 개의 변수로 간주하기 때문이다.

6. C 언어에서 사용되는 예약어는 변수명으로 사용할 수 없다.

< 정수형 변수 ( Integer variable ) >

정수혀 변수는 메모리 내부에 2바이트 ( byte )이 영역을 확보하며 unsigned 선언이
없으면 최상위 비트가 부호 비트가 된다.
정수형 변수는 정수의 값을 기억시킬 수 있는 변수로 가장 일반적인 형태는 int 로 메모
리에 1 워드 ( word ) 만큼의 용량이 확보되나 기종에 따라 워드 메모리 ( word memory ) 의
용량이 다르므로 다음의 4가지 정수형 변수를 선언할 수 있는 형식이 있다.

int 선언시 16비트 상에서 -32768 ~ 32767 까지의 정수를 표현한다. 더 큰 값의 정수
를 표현하기 위해서는 long 형으로 선언하여 -2147483658 ~ 2147483647 까지 표현이 가
능하다.
그러나, 32비트 컴퓨터 상에서 int 를 선언할 때 무조건 4 바이트를 확보하게 되어 메
모리의 낭비만 가중시키는데 이때 사용하는 형식이 short 형으로 32비트 컴퓨터에서도
2 바이트를 확보하게 된다.
unsigned 형은 부호 없는 정수 즉, 무조건 부호 비트를 무시하고 모든 비트를 양수의
데이터 비트로 간주하여 출력하라는 의미를 지닌 %u와 같이 사용이 된다.

< 부동 소수점 변수 ( Floating point variable ) >

부동 소수점 변수란 소수점이 있는 실수 값의 기억을 위해 사용되는 변수로 사용 기
종과 데이터형의 종류에 따라 다음과 같이 나뉘어진다.

실수 표현은 단정도 실수형 ( float )과 배정도 실수형 ( double )으로 나뉘어지는데 이
중에 하나인 단정도 실수형 ( float )을 부동 소수점형이라 한다.
단정도 실수형 ( float )으로 선언된 변수는 메모리 내에 32비트의 공간을 확보하여 부
호 비트 ( sign bit ) 1 비트, 지수부 ( exponent part ) 7자리, 나머지의 소수부라고도 하는
가수부 ( fractional part ) 등으로 각 비트들이 나뉘어진다.
이때 수의 범위는 10진수로 까지 표시할 수 있으며 가수부는 10진수로
최대 7자리까지 유효 자리 수를 표시할 수 있다.
또한, 가수부와 지수부의 범위는 다음과 같다.

float 형은 기종에 상관없이 4바이트가 확보되며 소수점 이하 7자리까지 기억 가능하
다. 또한, double 형 역시 기종에 상관없이 8바이트가 확보되며 소수점 이하 16자리까지
기억 가능하다.
float 형과 double 형의 지수 범위는 까지 사용된다.
printf ( ) 함수와 같이 쓰는 출력 서식 중에 %f 는 10진 형태의 실수로 출력하라는 의
미이고, %e 는 지수 형태로 출력하라는 의미이다.

< 문자형 변수 ( Character variable ) >

문자형 변수는 메모리 내부에 1바이트의 공간을 확보하여, 데이터의 선언 부분에서
char 형으로 선언한다. 그리고 모든 문자는 컴퓨터에 기억될 때 그에 대응되는 ASCII
코드 값으로 기억된다.
문자형 변수는 단일 인용부호 ( '      ' )로 묶어 단 한 개의 문자만을 기억시킨다.
문자형 변수들은 기억될 때 정수 형태로 기억되며 한 바이트에 0 ~ 255
사이의 부호 없는 정수들이 기억된다.

★ 기본 자료형 ★

C 언어에서 사용되는 자료형의 종류는 [ 그림 2 - 4 ]와 같다.

[ 그림 2 - 4 ] C 언어의 기본 자료형

자료형은 크게 상수와 변수로 나누어진다. 상수는 변수에 기억되는 내용을 의미하고,
변수는 상수를 기억하는 기억 장소를 뜻한다. 이외에도 열거형 자료, 공용체 자료, 함수
형 자료 등이 있는데 추후에 자세히 설명하기로 하자.
C 언어에서 사용하는 모든 변수들은 사용 전에 그 자료 형태가 반드시 선언되어 있
어야 하며 동일한 자료 형태를 갖는 2개 이상의 변수는 콤마 ( , )로 구분하여야 한다. 또
한 변수에 대한 자료형 선언과 동시에 초기값을 지정할 수 있다.

< 정수형 : int , short , long , unsigned >

정수 자료형이 int형은 C 언어에서 많이 사용되는 자료형으로 부호가 있는 경우
( int )와 부호가 없는 경우 ( unsigned int )로 구분된다. 예를 들어 16비트 즉, 2바이트
( byte )를 1워드 ( word )로 계산하는 컴퓨터에서 int 형과 unsigned int 형의 구조를 나타
내면 다음과 같다.

S 부호 비트 ( 양수이면 0 , 음수이면 1로 표시 )
( a ) int 형의 경우

( b ) unsigned int 형의 경우
[ 그림 2 - 2 ] int 형과 unsigned int 형의 구조

[ 그림 2 - 2 ] 에서와 같이 int 형은 부호 표시를 위해 1 비트를 사용하므로 unsigned int
형보다 나타낼 수 있는 정수 범위가 작다. 즉 , int 형은
까지 나타낼 수 있고, unsigned int 형은 까지 나타낼 수 있다.
위와 같은 정수형 ( short , long , unsigned 포함 ) 변수의 선언 형식은 다음과 같으며 ,
정수형 변수 리스트는 콤마 ( , ) 로 구분하여 여러 개의 변수를 나열할 수 있다.

< 부동 소수점형 : float , double >

실수 또는 부동 소수점수는 정수와는 다르게 소수점이나 지수부를 갖고 있는 수로서
지나치게 크거나 작은 수를 나타낼 때 사용한다. 특히 프로그램에서는 정수가 너무 크
거나 작은 경우를 제외하고는 E 표기를 사용하지 않는 것이 보통이지만 , C 언어 내부
에서는 실수의 크기에 관계 없이 모두 지수 형식으로 기억된다 . 그리고 부동 소수점수
는 자료 해석이나 통계, 선형 프로그램 등에 많이 사용된다.
부동 소수점수는 반드시 float , double 형으로 선언되어야 한다. double 형은 float 형보
다 2 배의 정밀도로 실수를 표현한다. 따라서 내부적으로 float 형보다 두 배의 기억 공
간을 필요로 한다. 보통 float 형은 32비트 ( 4 바이트 ) 를, double 형은 64비트를 사용한다.
그러므로 double 형은 float 형보다 큰 유효숫자 표현이 가능하다.
이러한 부동 소수점형은 소수점을 포함하여 지수부와 가수부로 나누는데, 지수가 1인
경우에는 생략이 가능하다.
지수형의 형태는 ±n.nE±n로 이루어지며 지수 및 소수 부분이 없는 경우는 정수로 취급한다.
부동 소수점형 ( float , double ) 의 일반 형식은 다음과 같다.

< 문자형 : char >

문자 변수는 char형으로 선언된다. 각 문자 변수는 1바이트에 저장되어 까
지의 서로 다른 값을 저장할 수 있으나 실제 인쇄 가능한 문자는 그 중 일부이다 . 문자
변수의 선언 형식은 다음과 같다.

문자는 < 부록 > 에서와 같이 각각 ASCII 코드 값을 갖는데 단일 인용부호 ( '   ' ) 내의
문자 상수 값으로 표현된다. 이들 문자는 그 문자 집합에서 해당하는 숫자와 1 : 1로 대
응시켜 각 문자에 고유 번호를 부여한 다음 고유 번호 순으로 저장한다. 예를 들면
ASCII 코드 체계에서 A ,는 ( 65 )10  ' B '는 ( 66 )10 이며 ' a '는 ( 97 )10 이다. C 언어에서는
정수로 문자를 표현할 수 있기 때문에 char 나 int 로 선언된 것을 여러 가지 형태로 변환하여
사용할 수 있다.

★ 데이터형의 변환 ★

일반적으로 명령문이나 수식은 한 가지 자료형의 변수와 상수만을 사용한다. 그러나
어떤 경우에는 정수 또는 실수를 혼합하여 사용할 수도 있다. 이때 서로 다른 형의 오
퍼랜드 ( operand ) 들이 수식 안에 나타나면 자동적으로 변환 규칙에 의하여 데이터형의
변환이 이루어진다. 따라서 서로 다른 형의 오퍼랜드를 갖게 되면 연산이 수행되기 전
에 낮은 형에서 높은 형으로 변환이 이루어진 다음 연산을 수행한다.
데이터형들의 우선 순위를 나타내면 다음과 같다.

char < short < int < long < unsigned < float < double < long double

특히 산술 연산자에 적용되는 변환 규칙은 다음과 같다.

1. char 형과 short 형은 int 형으로 변환되고 , float 형은 float 형이 명시되어 있으면
float 형으로 변환되고 , 명시되어 있지 않으면 double 형으로 변환된다.

2. 두 개의 오퍼랜드 중 어느 한 오퍼랜드가 double 형이면 나머지도 double 형으로
변환되며, 그 결과 역시 double 형이다.

3. 정수에서 어느 한 오퍼랜드가 long 형이면 나머지도 long 형으로 변환되고, 그 결
과 역시 long 형이다.

4. 정수에서 어느 한 오퍼랜드가 unsigned 형이면 나머지도 unsigned 형으로 변환되
고, 그 결과 역시 unsigned 형이다.

5. 두 오퍼랜드들이 int 형이면 그 결과 역시 int 형이다.

6. 데이터형의 변환은 대입문 ( assignment ) 에서도 일어난다. 이때, 오른쪽 연산식의
값이 왼쪽 변수의 데이터형으로 변환되어 저장된다.

위의 예에서 알 수 있듯이 float 형으로 선언된 a 가 int 형으로 선언된 i 에 대입되어 그
결과가 대입문의 왼쪽 변수 i 에 데이터형으로 변환되는 과정에서 float형의 값 소수 부
분이 절단되었음을 알 수 있다.
또한 데이터형을 프로그래머가 강제적으로 변환할 수도 있는데 이것을 명시적 ( explicit )
변환이라 하며 cast 연산자를 이용한다. cast 연산자는 뒤에서 설명하기로 한다.

★ 데이터 타입 상수들 ★

[ 표 2 -2 ]는 정수형 데이터 타입에 대한 값의 허용 범위를 나타내는 데이터 타입 상
수들을 나타낸 것이다. 이들 상수들은 헤더 파일 < limits.h >에 정의되어 있다.
[ 표 2 - 2 ] 정수형 데이터에 대한 데이터 타입 상수들

sizeof ( ) 함수는 헤더 파일 < stdio.h >에 정의되어 있는 라이브러리 함수로서, 전달
인수 ( argument )로 사용된 변수 ( 데이터 타입 , 배열 , 상수 등 )가 할당받은 메모리 크
기를 바이트 단위로 반환해 주는 함수이다. 여기서 결과는 컴퓨터시스템에 따라 다르게
나타날 수 있다.

다음 [ 표 2 - 3 ]은 double과 float 형에 대한 값의 허용 범위와 기타 특성들을 나타내는
데이터 타입 상수들을 나타낸 것이다. 이들 상수들은 헤더 파일 < float.h >에 정의되어
있다.

[ 표 2 -3 ] 실수형 데이터에 대한 데이터 타입 상수들