[C] 변수 유효범위①

 

 

01 전역변수와 지역 변수

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변수 범위와 지역변수

 

• 변수의 유효 범위(scope)
  • 선언된 변수가 사용될 수 있는 범위
  • 지역 유효 범위(local scope)와 전역 유효 범위(global scope)로 나눔

 

• 지역 유효 범위
  • 함수 또는 블복 내부에서 선언된 변수는 선언된 이후의 함수나 블록에서 사용

 

• 전역 유효 범위
  • 프로젝트나 파일에서 사용 가능한 범위
  • 하나의 파일에서만 변수의 참조가 가능할 수 있으며
  • 또는 프로젝트를 구성하는 모든 파일에서 변수의 참조가 가능

 

• 전역변수
  • 전체 전역변수 : 프로젝트의 모든 파일에서 사용 가능한 변수
  • 파일 전역변수 : 선언된 파일에서만 사용 가능한 변수

 

• 지역변수 
  • 함수 : 선언된 함수 내부에서 사용 가능한 변수
  • 블록 : 선언된 블록 내부에서 사용 가능한 변수

 

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지역과 전역

 

• 프로젝트 : 파일 main.c 그리고 파일 sub1.c와 sub2.c, 3개의 소스 파일로 구성

 

• 지역변수
  • 파일 main.c의 함수 asub()에서 선언된 변수 n은 함수 내부에서만 사용
  • 모든 함수 내부에서 선언된 변수는 모두 지역 변수

 

• 전체 전역변수
  • 파일 main.c의 상단에 선언된 gdata는 프로젝트 전체 파일에서 사용
  • gdata를 파일 sub1.c에서 사용하려면 먼저 extern int gdata로 선언이 필요

 

• 파일 전역변수
  • 파일 sub2.c의 svar는 파일 sub2.c에서만 사용

파일 main.c

# 전역변수 선언(전체 범위)
int gdata;

int main(void)
{

}

void asub()
{
	int n; # 지역변수
}

void bsub()
{

}

파일 sub1.c

# 전역변수 사용 선언 
extern int gdata;

int sub1(void)
{

}

void asub1()
{
	
}

void bsub1()
{

}

파일 sub2.c

# 전역변수 선언(파일 범위) 
static int svar;

int sub2(void)
{

}

void asub2()
{
	
}

void bsub2()
{

}

 

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지역변수는 함수 또는 블록에서 선언된 변수

 

• 지역변수는 내부변수 또는 자동변수(automatic variables)라고도 부름
  • 선언 문장 이후에 함수나 블록의 내부에서만 사용이 가능
  • 함수의 매개변수도 함수 전체에서 사용 가능한 지역변수
  • 선언 후 초기화하지 않으면 쓰레기 값이 저장되므로 주의
  • 할당되는 메모리 영역을 스택(stack)
  • 선언된 부분에서 자동으로 생성되고 함수나 블록이 종료되는 순간 메모리에서 자동으로 제거 이러한 이유로 지역변수는 자동변수(automatic variables)
  • 지역변수 선언에서 자료형 앞에 키워드 auto가 사용 가능
  • 키워드 aoto는 생략 가능해 일반적으로 auto가 없는 경우가 대부분

int main(void) {
	
	int n = 10;		# 지역변수 선언

	for (int m = 0, sum = 0; m < 3; m++)	# m, sum은 for문 내부의 블록 지역변수
	{
		sum += m;
		printf("%d %d\n", m, sum);
	}

	printf("%d %d", n, sum);	# 오류 발생: error C2065: 'sum': 선언되지 않은 식별자입니다.

	return 0;
}

 

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지역변수 선언과 사용

 

• for 문 블록에서 선언된 지역변수 m, sum
  • for 문 블록에서만 사용이 가능
  • 블록 외부에서 참조가 불가능

 

• 매개변수 param
  • 함수 sub()내부에서 모두 사용 가능

 

#include <stdio.h>

void sub(int param); # 함수 원형

int main(void) {

	auto int n = 10;  # 지역변수 선언
	printf("%d\n", n);

    for (int m = 0, sum = 0; m < 3; m++)  # m, sum은 for 문 내부의 블록 지역변수
	{
		sum += m;
		printf("\t%d %d\n", m, sum);
	}

	printf("%d\n", n);  # n 참조 가능
	// printf("%d %d", n, sum);  # m, sum 참조 불가능
    
    sub(20);  # 함수호출

	return 0;
}

void sub(int param)  # 매개변수인 param도 지역변수로 사용
{
	auto int local = 100;  # 지역변수 local
	printf("\t%d %d\n", param, local);  # param과 local 참조 가능
	// printf("%d\n", n);  # n 참조 불가능
}

10
        0  0
        1  1
        2  3
10
     	20 100

 

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전역변수(global variable)

• 함수 외부에서 선언되는 변수
  • 전역변수는 외부변수라고도 부름
  • 모든 함수나 블록에서 참조 가능
  • 초기 값이 자료형에 맞는 0으로 저장
  • 함수나 블록에서 전역변수와 같은 이름으로 지역변수를 선언 가능
  • 함수 내부나 블록에서 그 이름을 참조하면 지역변수로 인식

 

• 프로젝트의 다른 파일에서도 참조가 가능
  • 키워드 extern을 사용하여 이미 다른 파일에서 선언된 전역변수임을 선언
  • 이미 존재하는 전역변수의 유효 범위를 확장

 

# file: globalvar.c

# 전역변수 선언
double PI = 3.14;

int main(void) {    # 전역변수 PI 변수 범위

    # 지역변수 선언
    double r = 5.87;
    # 전역변수 PI와 같은 이름의 지역변수 선언
    const double PI = 3.141592;
	
    # 지역변수 PI 변수 범위
    printf("PI: %f\n", PI);  # 지역변수 PI 참조

    return 0;
}

double getArea(double r)
{
    return r * r * PI;	# 전역변수 PI 참조
}

# circumference.c

# 이미 선언된 전역변수 선언
extern double PI;

double getCircum(double r)	# 전역변수 PI 변수 범위
{
    return 2 * r * PI;
}

 

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전역변수와 지역변수의 선언과 사용

#include <stdio.h>

double getArea(double);
double getCircum(double);

# 전역변수 선언
double PI = 3.14;
int gi;

int main(void) {
    
    # 지역변수 선언
    double r = 5.87;
    # 전역변수 PI와 같은 이름의 지역변수 선언
    const double PI = 3.141592;

    printf("면적: %.2f\n", getArea(r));
    printf("둘레1: %.2f\n", 2 * PI * r);
    printf("둘레2: %.2f\n", getCircum(r));
    printf("PI: %f\n", PI);	# 지역변수 PI 참조
    printf("gi: %d\n", gi);	# 전역변수 gi 기본값

    return 0;
}

double getArea(double) 
{
    return r * r * PI;	# 전역변수 PI 참조
}

# 이미 외부에서 선언된 전역변수임을 알리는 선언
extern double PI;

double getCircum(double) 
{
    // extern double PI;	# 함수 내부에서만 참조 가능
    return 2 * r * PI;	# 전역변수 PI 참조
}

면적: 108.19
둘레1: 36.88
둘레2: 36.86
PI: 3.141592
gi: 0	# 전역변수 gi는 초기값이 저장되지 않았으나 자동으로 0이 저장됨.

 

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1~100 사이의 난수를 알아 맞히는 프로그램을 두 파일로 구현

 

• 전역변수 guess
  • 시스템이 정한 정답이 저장되는 전역변수
  • 파일 lab1numguess.c에서 선언
  • 파일 lab2testnum.c에서도 사용

 

• 지역변수 input
  • 입력한 정수가 저장되는 함수 main()의 지역변수

 

lab1numguess.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>	# rand(), srand()를 위한 헤더파일 포함
#include <time.h>	# time()을 위한 헤더파일 포함

#define MAX 100

int guess;	# 정답인 전역변수 선언

int main(void) {

	int input;	# 지역변수 선언

	srand((long)time(NULL));
	guess = rand() % MAX + 1;	# 정답 지정

	printf("1에서 %d 사이에서 한 정수가 결정되었습니다.\n", MAX);
	printf("이 정수는 무엇일까요? 입력해 부세요. : ");

	while (scanf("%d", &input)) {
		switch (testNum(input)) {
		case 0:
			puts("정답입니다.");
			break;
		case -1:
			printf("입력한 수보다 작습니다. 다시 입력하세요. : ");
			break;
		case 1:
			printf("입력한 수보다 큼니다.. 다시 입력하세요. : ");
			break;
		}
	}

	return 0;
}

lab2testnum.c

int testNum(int input)
{
	# 전역변수 선언
	extern int guess;	# 다른 파일에서 선언된 전역변수 guess를 선언하여 사용

	int result = 0;
	if (input > guess) result = -1;
	else if (input < guess) result = 1;
	else result = 0;

	return result;
}

1에서 100 사이에서 한 정수가 결정되었습니다.
이 정수는 무엇일까요? 입력해 부세요. : 50
입력한 수보다 작습니다. 다시 입력하세요. : 25
입력한 수보다 작습니다. 다시 입력하세요. : 13
입력한 수보다 작습니다. 다시 입력하세요. : 7
입력한 수보다 큼니다.. 다시 입력하세요. : 10
입력한 수보다 큼니다.. 다시 입력하세요. : 11
정답입니다.