(C++)3. 자료형과 변수

jhj

2025년 06월 07일

Cpp▼

서론

자료형

자료를 저장하기 위한 형식

종류	정의	예시
primary data types	스스로 정의되는 타입	`char`, `int`, `double`, …
user defined data types	사용자가 정의한 타입	`class`, `struct`, `enum`

변수

정의한 자료형의 값을 저장할 수 있는 메모리 공간

변수 \(\subset\) 객체
- 단 모든 class가 변수인건 아님(멤버 함수만 있는 경우)
기능(특히 scope 범위)에 따른 분류
- static, const, dynamic, auto, …
일반적으로(C++)
- 기본 자료형으로 정의 : 변수
- 사용자 정의 자료형 : 객체
Case sensitivity 적용(대소문자 구별)

예시

//! 정의 : 자료형 변수명;
bool b;     ///< boolean 자료형
char c;     ///< character 자료형
int n;      ///< integer 자료형
double d;   ///< double-precision floating point 자료형
//! 선언 : extern 자료형 변수명;
extern int n;
//! 정적 변수 : static
extern static int n;
static int n
//! 상수 : const
const int n;
//! 상수 표현식 : constexpr
constexpr int n;

자료형(Types)

용어

리터럴(literal) : 사전적 의미로는 문자 그대로 순서대로 표현 되어 있는 것
- 숫자, 문자 리터럴
리터럴 자료형(literal type) : constexpr변수로 constexpr 함수에서 return되는 값의 자료형
lvalue, rvalue, xvalue, gvalue, prvalue
- lvalue : 표현식에서 왼쪽(left)에 온다는 의미로, 함수 또는 객체
- rvalue : lvlue와 마찬가지로 오른쪽(right)에 온다는 의미로, lvalue가 아닌 것(주로 할당에 사용되는 값)
- xvalue(”eXpring” value) : 수명이 거의 끝나가는 객체. 주로 retrun 값
- gvalue(”generalized” value) : lvalue 혹은 xvalue
- prvalue(”pure” rvalue) : xvalue가 아닌 rvalue(예 : 반환 유형이 참조가 아닌 함수를 호출 한 결과는 prvalue이다).
연결속성 : 각각 링크가 연결된 대상의 범위. 내부/외부 속성이 존재하며, 파일 외부에서 변수 등을 참조 가능한지 여부

const(constanct), constexpr

가변의 객체를 불변으로 정의하는 예약어

const int nNum == int const nNum

오른쪽이 기본형이나 주로 왼쪽의 형태로 사용

읽기 전용이라 생각하면 됨
할당 후 변경은 불가(단 casting을 이용할 경우 제외)하나 return값을 이용해 할당가능(run-time)
const : run-time binding
constexpr의 경우 compile-time binding
- 즉 할당은 rvalue의 literal 상수 혹은 상수표현식(변수 혹은 return)으로만 이루어짐

const int num = 5;         // 상수 정수형 num에 5를 저장
constexpr int var = 10;    // 상수표현식 정수형 var에 10을 저장

double fnStDev(const vector<double>&);
double fnMean(const vector<double>&);

vector<double> vecDbl { 1.3, 2.4, 1., 2.7, 3.2, 1.8, 2.9 };
const double stdev = fnStDev(vecDbl);   // 런타임에 fnStDev 리턴 값으로 상수 정의
constexpr double mean = fnMean(vecDbl); // error, fnMean이 constexpr이 아니다.

---

constexpr double square(double x) { return x*x; };

int main()
{
    int var = 0;                // 일반 변수 num에 0을 저장
    const int c_num = 5;        // 상수 정수형 num에 5를 저장
    constexpr int c_var = 10;    // 상수표현식 정수형 var에 10을 저장

    constexpr double area1 = 3.14*square(var);       
    /* error : 
    global_var.cpp(13, 30): 
    the value of variable "var" 
    (declared at line 9) cannot be used as a constant */
    constexpr double area1 = 3.14*square(5);       // 3.14*square(5)는 상수표현식이다.
    constexpr double area2 = 3.14*square(c_var);      // c_var은 상수표현식.
    constexpr double area3 = 3.14*square(c_num);      // c_num은 상수.
    const double area4 = 3.14*square(c_var);          // 런타임에 계산된 값을 상수로 정의한다.
    
    return EXIT_SUCCESS;
}

포인터의 경우 주의가 필요

int const * p1 = new int;  // 또는 const int * p1 = new int;
*p1 = 10; // error
delete p1;
p1 = new int; // ok

---

int * const p2 = new int;
*p2 = 10; // ok
delete p2;
p2 = new int; // error

static, extern

static : local 변수 + lifetime 변경(프로그램 종료시), 정적 변수(static variable)
extern : compiler에게 변수의 선언을 명시

연결속성
- static : 내부연결
- extern : 외부연결 가능
static은 지역변수의 scope을 가진 global 변수로 생각
- 즉 함수를 벗어난 후(local의 경우 소멸) 다시 진입할 시 기존 값 유지
static 과 global 변수는 선언과 동시에 0이 자동 할당
멤버 함수/변수 등 함수와 class를 static으로 선언 가능하며, 해당 파트에서 다룰 예정

int kglobal;

int main() {
    static int kvar;
    
    printf("kglobal = %d\n", kglobal);
    printf("kvar = %d\n", kvar);
} 

>>> 
kglobal = 0
kvar = 0

typedef, using

별칭(alias) 선언

typedef unsigned int uint;
using uchar = unsigned char;  // C++11~

uint n;
uchar uch;

using의 경우 C++11부터 사용가능하며, namespace의 오버로드된 형태

endian(엔디언)

엔디언은 정수 자료형을 1차원 공간에 바이트 정렬(byte order)하는 방법을 말하며 대표적으로 빅엔디언(big-endian), 리틀엔디언(little-endian)이 있으며 CPU Architecture에 따라 다르다.

예로 int 자료형은 4byte이므로 값을 0x01020304(16진수 표현)로 하면 아래 표와 같이 정렬 된다. 따라서, 자료 전달시 host-to-network, network-to-host 를 지원하는 함수(htonl, htons, ntohl, ntohs 등)들을 이용하여 자료의 엔디언을 변환 해야한다. 네트워크 프로그래밍이나 바이너리 파일 같이 이종 시스템과 통신이나 자료 교환이 필요한 경우 엔디언에 맞게 자료를 처리해야 한다.

빅엔디언의 경우

byte order	0	1	2	3
bit order	31-24	23-16	15-8	7-0
value	0x01	0x02	0x03	0x04

리틀엔디언의 경우

byte order	0	1	2	3
bit order	31-24	23-16	15-8	7-0
value	0x04	0x03	0x02	0x01

출처: C++이야기(A story of C++)

auto, decltype, typeinfo

binding을 compile 타임에 결정

auto : 할당되는 값을 참고하여 binding

decltype : 선언된 변수를 참고하여 binding

auto n = 10;
decltype(n) d = 3;

{}를 이용한 할당

auto 사용 시 배열 선언과 충돌할 수 있음(아래 예시의 n4, d4)
strong typing
- 따라서 형변환을 의도한게 아니라면 type <var> {<value>}을 사용하는게 좋을 수 있음

int n = {3.14}; // error
int n {3.14};  // error

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <typeinfo>

using namespace std;

int main()
{
    auto n1(0);
    auto n2 = 0;
    auto n3 {0};
    auto n4 = {0};

    auto d1(0.);
    auto d2 = 0.;
    auto d3 {0.};
    auto d4 = {0.};

    std::cout << typeid(n1).name() << std::endl;
    std::cout << typeid(n2).name() << std::endl;
    std::cout << typeid(n3).name() << std::endl;
    std::cout << typeid(n4).name() << std::endl;
    std::cout << typeid(d1).name() << std::endl;
    std::cout << typeid(d2).name() << std::endl;
    std::cout << typeid(d3).name() << std::endl;
    std::cout << typeid(d4).name() << std::endl;

    return EXIT_SUCCESS;
}

result---

n1 = i
n2 = i
n3 = i
n4 = St16initializer_listIiE
d1 = d
d2 = d
d3 = d
d4 = St16initializer_listIdE

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