C언어 구조체 개념 및 예제 코드

C 언어에서의 구조체 이해하기

C 언어는 다양한 데이터 유형을 다룰 수 있는 강력한 기능을 제공하는 프로그래밍 언어입니다. 그 중에서도 구조체(structure)는 여러 변수들을 하나의 복합 데이터 유형으로 묶을 수 있게 해주는 중요한 요소입니다. 이번 포스트에서는 구조체의 정의, 사용 방법, 그리고 예제 코드를 통해 그 개념을 자세히 살펴보겠습니다.

구조체란 무엇인가?

구조체는 C 언어에서 사용자가 정의한 데이터 타입으로, 관련된 여러 변수를 하나의 단위로 묶을 수 있게 합니다. 즉, 서로 다른 데이터 타입을 가진 변수들을 하나의 구조체로 관리함으로써 프로그램의 가독성을 높이고 효율성을 증대시킬 수 있습니다. 예를 들어, 학생의 정보를 나타내기 위해 이름, 나이, 성적 등의 다양한 정보를 담는 구조체를 정의할 수 있습니다.

구조체 정의 방법

구조체는 struct 키워드를 사용하여 정의합니다. 구조체 정의의 기본 형식은 다음과 같습니다.

struct 구조체이름 {
  데이터 타입 멤버1;
  데이터 타입 멤버2;
  ... 
};

이 형식에 따라 학생의 정보를 저장하는 구조체를 정의해 보겠습니다.

struct Student {
  char name[50];
  int age;
  double gpa;
};

구조체 변수의 선언

구조체를 정의한 후에는 해당 구조체를 기반으로 변수를 선언해야 합니다. 아래의 예시는 Student 구조체를 이용한 변수 선언입니다.

struct Student s1;

구조체 멤버에 접근하기

구조체에 선언된 멤버 변수에 접근할 때는 . 연산자를 사용합니다. 아래의 코드는 s1 구조체 변수의 멤버에 값을 할당하는 방법을 보여줍니다.

s1.age = 20;
strcpy(s1.name, "John");
s1.gpa = 3.5;

구조체 배열을 사용해보자

구조체는 배열 형태로도 선언할 수 있습니다. 여러 개의 학생 정보를 저장할 수 있는 구조체 배열을 만들어 봅시다.

struct Student students[3];

위의 문장을 통해 3명의 학생 정보를 저장하는 배열을 정의하였습니다. 각 학생의 정보를 배열 방식으로 쉽게 관리할 수 있습니다.

구조체 포인터 활용

구조체 포인터를 사용하면 동적 할당을 통해 메모리를 효율적으로 활용할 수 있습니다. 아래의 예시는 구조체 포인터를 이용한 학생 정보 입력 및 출력을 보여줍니다.

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
struct Student {
  char name[50];
  int age;
  double gpa;
};
int main() {
  struct Student *studentPtr;
  studentPtr = (struct Student *)malloc(sizeof(struct Student));
  strcpy(studentPtr->name, "Eve");
  studentPtr->age = 19;
  studentPtr->gpa = 4.0;
  printf("학생 정보:\n");
  printf("이름: %s\n", studentPtr->name);
  printf("나이: %d\n", studentPtr->age);
  printf("평균 성적: %.2lf\n", studentPtr->gpa);
  free(studentPtr);
  return 0;
}

구조체의 초기화 방법

구조체 변수를 선언하는 동시에 초기화하는 방법도 있습니다. 다음과 같은 문법을 사용할 수 있습니다.

struct Student s1 = {.name = "Alice", .age = 21, .gpa = 3.8};

이와 같이 초기값을 부여하면, 코드의 가독성을 높일 수 있습니다. 또한, 멤버의 정의 순서와는 관계없이 원하는 멤버만 초기화할 수 있습니다.

구조체 안에 구조체 사용하기

구조체 내에서 다른 구조체를 멤버로 포함하는 것도 가능합니다. 아래는 이러한 개념을 보여주는 코드입니다.

struct Employee {
  int age;
  double salary;
};
struct Company {
  struct Employee data;
  char name[10];
};

위 코드에서 Company 구조체는 Employee 구조체를 멤버로 포함하고 있습니다. 이처럼 구조체는 재사용성을 높이고 조직적인 데이터 관리를 도와줍니다.

typedef를 통한 구조체 별칭 설정

typedef를 사용하면 구조체에 별칭을 부여할 수 있습니다. 이로 인해 코드는 더욱 간결해집니다.

typedef struct {
  char title[30];
  char author[30];
  int price;
} Book;

이처럼 Book이라는 별칭을 사용하면, 추가적인 struct 키워드를 생략할 수 있어 코드가 더욱 간편해집니다.

구조체를 함수의 매개변수로 전달하기

구조체를 함수의 인자로 전달할 수 있으며, 이 때는 Call by Value 또는 Call by Reference 방식을 사용합니다. 예를 들어, Call by Value 방식으로 구조체를 전달할 때는 복사본이 생성되므로 원본에는 영향을 주지 않습니다. 아래는 Call by Reference의 예입니다.

void updateStudent(struct Student *s) {
  s->age += 1;
}

이 함수는 학생의 나이를 1살 증가시키는 간단한 작업을 수행합니다. 호출 시 구조체 포인터를 전달하여 원본 데이터에 직접 접근할 수 있습니다.

결론

이번 포스트에서는 C언어의 구조체에 대해 심층적으로 알아보았습니다. 구조체는 관련 데이터를 관리하고 조직적으로 처리할 수 있는 강력한 도구입니다. 다양한 데이터 타입을 그룹화하여 효율적인 프로그래밍을 가능하게 하며, 시스템 개발에서 반드시 필요한 개념입니다. 구조체에 대한 이해는 C 언어의 깊이를 더하는 중요한 기초가 될 것입니다.

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