C언어 프로그래밍 기초 : 조건문과 관계 연산자

여기서는 C언어 또는 C++ 프로그램의 특정 연산문을 실행하기 위한 조건을 설정하는 방법과, 이를 위해 필요한 관계 연산자 (relational operator)에 대해서 알아봅시다. 특정한 조건이 만족되면 실행되는 조건문은 복잡하고 다양한 기능을 구현하기 위해 필수적입니다.

 

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관계 연산자는 대상이 되는 두 개의 변수에 저장된 값들을 비교하는 과정을 포함하고 있습니다. 따라서 변수와 자료형의 개념에 대해서 먼저 익숙해질 필요가 있는데요. 여기에 대한 더 자세한 내용은 다음 포스팅에 소개되어 있습니다.

 

C언어 프로그래밍 기초 : 변수와 자료형

 

변수의 값을 지정하거나 사칙연산을 하는 등의 연산문의 개념에 대해서도 미리 알아두면 좋습니다. 다음 포스팅에 더 자세한 내용이 소개되어 있습니다.

 

C언어 프로그래밍 기초 : 연산문과 사칙연산

 

일반적으로 프로그래밍에서의 조건문은 특정한 조건을 만족시켰을때만 명령문들이 실행되도록 하는 구문을 이야기합니다. C언어나 C++ 프로그램에서 사용할 수 있는 조건문으로는 if와 else 구문이 있는데요. 기본적인 형식은 다음과 같습니다.

 

if ([조건]) {
    // 조건이 참일 때 실행
    [명령문1]
    [명령문2]
    ...
} else {
    // 조건이 거짓일 때 실행
    [명령문3]
    [명령문4]
    ...
}

 

if 뒤의 괄호 안에 조건이 들어갑니다. 그리고 해당 조건이 참 (true)이 될 때 실행시키고자 하는 명령문들을 중괄호 ({ })안에 순차적으로 입력해줍시다. 만약 조건이 거짓 (false)이 될 때 실행시키고자 하는 명령문들이 있다면, else 구문을 추가해서 그 뒤에 중괄호를 새로 열고 명령문들을 순차적으로 입력해주면 됩니다. 만약 조건이 거짓이 될 때 아무것도 하지 않는 경우에는 else 구문은 생략할 수 있습니다.

 

여러개의 조건들이 있는 더 복잡한 조건문을 위해서 else if 구문을 사용할 수 있습니다.

 

if ([조건1]) {
    // 조건1이 참일 때 실행
    [명령문1]
    ...
} else if ([조건2]) {
    /* 조건1이 거짓이고,
     * 조건2가 참일 때 실행 */
    [명령문2]
    ...
} else if ([조건3]) {
    /* 조건1과 2가 거짓이고,
     * 조건3이 참일 때 실행 */
    [명령문3]
    ...
} else {
    /* 조건1, 2, 3이
     * 모두 거짓일 때 실행 */
    [명령문4]
    ...
}

 

else if 뒤에도 괄호 안에 조건이 들어가는데요. 앞에 나온 조건들이 모두 거짓이고 else if 구문에 나온 조건이 참이 될 때 중괄호 안의 명령문들이 순차적으로 실행됩니다. 열거된 모든 조건들이 거짓일 때는 맨 마지막의 else 뒤의 중괄호 안에 있는 명령문들이 순차적으로 실행되죠.

 

조건을 설정하기 위한 구체적인 방법을 살펴봅시다. 이를 위해서 두 변수의 값을 비교하는 관계 연산자를 사용하게 됩니다. 두 변수의 값이 서로 같은지의 여부 등을 가려낼 수 있고 여기에 따라 참 혹은 거짓이 결정됩니다. C/C++ 프로그램에서 다음과 같은 관계 연산자들을 사용해서 조건을 설정할 수 있습니다.

 

• a == b
  변수 a와 b에 저장된 값이 서로 같을때 참이 되고, 그렇지 않으면 거짓이 됩니다.
• a != b
  == 연산자와는 반대로, 변수 a와 b에 저장된 값이 서로 다를 때 참이 됩니다. 값들이 서로 같으면 거짓이 되죠.
• a < b
  변수 a에 저장된 값이 b에 저장된 것보다 작을 때 참이 됩니다. a의 값이 b와 같거나 b보다 더 크다면 거짓이 됩니다.
• a <= b
  < 연산자와 비슷하지만, 변수 a에 저장된 값이 b와 같을 때에도 참이 됩니다. a의 값이 b보다 클 때에만 거짓이 됩니다.
• a > b
  변수 a에 저장된 값이 b에 저장된 것보다 클 때 참이 됩니다. a의 값이 b와 같거나 b보다 작으면 거짓이 됩니다.
• a >= b
  > 연산자와 비슷하지만, 변수 a에 저장된 값이 b와 같을 때에도 참이 됩니다. a의 값이 b보다 작을 때에만 거짓이 됩니다.

 

논리 연산자 (logical operator)들을 통해 두 개의 조건이 모두 참일때만 실행하거나, 두 개의 조건 중 하나만 참이 될 때에도 실행되는 조건문을 구성할 수 있습니다.

 

• AND 연산자
  [조건1] && [조건2]
  첫번째 조건과 두번째 조건이 모두 참일때만 참이 되고, 그렇지 않으면 거짓이 됩니다. 예를 들어서 a == b && a != c 라는 조건이 있다면, 이는 변수 a의 값이 b와는 같고 c와는 다를때만 참이 됩니다.
• OR 연산자
  [조건1] || [조건2]
  두 조건 중 한개 이상이 참이면 참이 됩니다. 두 조건이 모두 거짓일때만 거짓이 됩니다. 예를 들어서 a > b || a > c 라는 조건이 있다면, 변수 a의 값이 b 또는 c보다 크다면 참이 됩니다.

 

3개 이상의 조건을 논리 연산자를 통해 조합하는 경우, 괄호를 사용해서 우선순위를 정할 수 있습니다.

 

조건문의 또 다른 종류로서 switch 구문이 있습니다. 문자나 정수형 변수를 하나 지정하고, 그 값에 따라 서로 다른 명령문들을 실행하는 것인데요. 다음과 같은 형식을 가지고 있습니다.

 

switch ([변수 이름]) {
  case [변수 값1] :
    [실행문 1]
    ...
  case [변수 값2] :
    [실행문 2]
    ...
  case [변수 값3] :
    [실행문 3]
    ...
  default :
    [실행문 4]
    ...
}

 

switch 구문 바로 뒤에 관심사가 되는 변수의 이름을 괄호 안에 넣어줍니다. 그 다음에 변수의 값에 따른 시나리오들을 중괄호 안에 넣어주면 됩니다. 각각의 경우에 대해 case 다음에 변수의 값과 콜론 (:)을 입력하고, 실행문들을 순차적으로 적어줍시다. case를 사용할 수 있는 경우의 수에는 제한이 없으므로 필요한 만큼 넣어주면 됩니다. 만약 변수의 값이 그 어떤 케이스와도 일치하지 않을 때 실행하고자 하는 명령문이 있다면, default 뒤에 콜론을 붙이고 명령문들을 나열해주면 되겠습니다.

 

지금까지 알아본 내용들을 토대로, 대학교 학점을 숫자 점수로 변환하는 간단한 프로그램을 만들어볼 수 있습니다. 알파벳이 포함된 학점 표기하고 이를 숫자로 변환하는 방식은 대학교마다 다릅니다만, 제가 다녔던 학교에서는 A, B, C, D 학점 뒤에 +, - 또는 0이 붙는 방식이 사용되었습니다. A, B, C, D는 각각 4, 3, 2, 1점에 대응됩니다. 알파벳 뒤에 + 또는 -가 붙으면 0.3점만큼 올라가거나 내려가죠. 만약 알파벳 뒤에 0이 붙으면 자연수 그대로 점수가 나옵니다. 그 이외에 F학점이 있는데요. 이는 낙제를 의미하며, 수강한 것으로 인정되지 않고 0점이 주어집니다.

 

C언어 소스 코드입니다.

 

#include<stdio.h>

int main(int argc, char *argv[]) {

    char grade_str[3];

    printf("\n");
    printf("Give me a grade : ");
    /* 알파벳 학점을 문자열로 입력받아
     * grade_str에 저장 */
    scanf("%2s", grade_str);

    /* 점수로 변환된 학점을 저장하는 변수
     * 소수점을 가지고 있으므로,
     * 자료형은 float */
    float grade_num;

    /* 알파벳에 따른 switch 구문
     * grade_str의 첫번째 문자를
     * 서로 다른 알파벳들과 비교 */
    switch (grade_str[0]) {
      case 'A' :
        grade_num = 4.;
        break;
      case 'B' :
        grade_num = 3.;
        break;
      case 'C' :
        grade_num = 2.;
        break;
      case 'D' :
        grade_num = 1.;
        break;
      case 'F' :
        grade_num = 0.;
        break;
      default :
        grade_num = -1.;
    }

    printf("\n");
    if (grade_num < 0.5) {
        if (grade_num > -0.5 &&
            grade_str[1] == '\0') {
            // F학점
            printf("%c corresponds to %.1f\n",
                   grade_str[0], grade_num);
            printf("\n");
            return 0;
        } else {
            // 잘못 입력된 학점
            printf("Invalid grade\n");
            printf("\n");
            return 1;
        }
    }

    /* 알파벳 학점 다음에 오는 기호에 따른 if-else문
     * grade_str의 두번째 문자에 따라
     * 최종 점수 결정 */
    if (grade_str[1] == '+') {
        grade_num += 0.3;
    } else if (grade_str[1] == '-') {
        grade_num -= 0.3;
    } else if (grade_str[1] != '0' &&
               grade_str[1] != '\0') {
        printf("Invalid grade\n");
        printf("\n");
        return 1;
    }

    // 변환된 점수 출력
    printf("%s corresponds to %.1f\n",
           grade_str, grade_num);
    printf("\n");

    return 0;
}

 

먼저 scanf 함수를 통해 사용자로부터 입력받은 학점을 grade_str이라는 문자열에 저장합니다. 문자열의 첫번째 글자인 grade_str[0]을 알파벳 대문자 A, B, C, D, F와 비교하기 위해 switch문이 사용되었는데요. 알파벳에 따라 실수형 변수 grade_num에 서로 다른 숫자를 저장하고 있습니다. 만약 일치하는 알파벳이 없을 경우 grade_num에 -1이 저장되는 것을 볼 수 있고, 이렇게 되면 학점을 잘못 입력했다는 의미에서 "Invalid grade"라는 메시지가 출력되고 프로그램이 종료됩니다.

 

학점의 두번째 글자인 grade_str[1]의 값에 따라 0.3점을 더하거나 빼는 것이 if 및 else문을 통해 구현되어 있는것을 볼 수 있습니다. 두번째 글자가 +이거나 -인 경우, 0.3점을 더하거나 빼게 되죠. 만약 두번째 글자가 +, -, 0 또는 문자열의 끝을 알리는 \0 중에 그 무엇과도 같지 않다면, 이것 역시 학점을 잘못 입력한 것으로 간주되어 "Invalid grade"라는 메시지를 출력합니다.

 

학점을 숫자로 변환하는데 문제가 없다면, 이를 출력하고 프로그램을 종료합니다. 코드를 컴파일하고 실행시켜보면 다음과 같은 결과들을 얻을 수 있죠.

 

 

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예제 프로그램에서 printf와 scanf라는 함수를 호출했는데요. 이들은 표준 입출력 라이브러리에 포함되어 있는 함수들로서, 문자열을 화면에 출력하거나 사용자로부터 값을 입력받아 변수에 저장하는데 사용할 수 있습니다. C언어나 C++ 프로그램에서 함수를 정의하거나 사용하는 방법에 대한 더 자세한 내용은 다음 포스팅에 소개되어 있습니다.

 

C언어 프로그래밍 기초 : 함수와 라이브러리

 

조건문과 관계 연산자를 사용하면 특정 구문을 반복적으로 실행하는 프로그램도 만들 수 있습니다. 반복문을 위해서 for이나 while문 등을 사용할 수 있으며, 다음 포스팅에 더 자세한 내용이 소개되어 있습니다.

 

C언어 프로그래밍 기초 : 반복문 (for, while)

 

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C언어나 C++ 소스 코드를 가지고 실행이 가능한 프로그램을 만드는 과정은 다음 포스팅에 더 자세하게 소개되어 있습니다.

 

C/C++ 코드가 프로그램이 되는 과정