[C언어] 구조체 활용과 포인터 연산 - 데이터 그룹화와 유연한 변수 관리 방법

1️⃣ 구조체 선언과 사용 ✨

구조체는 하나 이상의 서로 다른 종류의 변수들을 묶어서 새로운 자료형을 정의하는 것이다. 

이를 통해 연관된 데이터를 하나로 묶어서 관리 할수 있다. 예를 들어 학생 정보를 표현하는 구조체는 이름, 나이, 키 등의 변수들로 이루어질수 있다.

 

구조체 사용하기

구조체는 사용자가 정의한 새로운 자료형으로, 구조체 변수를 선언하여 사용한다.

구조체 변수를 선언할 때는 직접 접근하여 값을 할당하거나 읽을 수 있다. 또한, 포인터를 사용하여 구조체에 동적으로 메모리를 할당할 수도 있다.

 

⏹ 일반적인 방법

struct student
{
    char name[10];
    int age;
    int height;
};

int main(void)
{
    struct student st1;
    struct student st2;
}

 

⏹ 구조체 변수를 선언과 동시에 초기화하는 방법 

struct student
{
    char name[10];
    int age;
    int height;
} st1, st2;

 

선언된 구조체 변수의 형태는 위의 그림과 같이 각각 18Byte의 공간을 확보하고 있으며, name, age, height 3가지 멤버를 통해 접근할 수 있다.

 

 

2️⃣ 구조체 멤버 접근✨

구조체 멤버에 접근하는 방법은 구조체 변수를 사용하여 멤버의 값을 참조하는 것이다. 주로 직접접근(.) 연산자를 사용하거나 포인터를 이용하여 간접적(->)으로 접근할수 있다.

구조체 멤버에 직접 접근

st1.age = 23;
st1.height = 167;
strcpy(st1.name, "Kim");

 

위에 코드는 st1 구조체 변수의 멤버인 age, height, name에 각각 값을 할당하고 있다.

 

포인터를 통한 간접 접근

구조체 변수를 포인터로 사용할 때에는 포인터가 가리키는 구조체의 멤버에 접근한다. 이때에는 화살표 간접참조(->) 연산자를 사용한다.

struct student
{
    char name[10];
    int age;
    int height;
}st, *pSt;

int main(void)
{
    pSt = &st;
    strcpy(pSt -> name, "효니");
    pSt -> age = 23;
    pSt -> height = 167;
    
    printf("이름: %s, 나이: %d, 키: %d\n", pSt->name, pSt->age, pSt->height);

    return 0;
}

 

위 코드는 pSt 포인터 변수가 st 구조체 변수를 가리키고, 포인터를 통해 구조체의 멤버에 접근하여 값을 변경한다.

구조체 변수를 포인터로 사용할 때는 포인터가 유효한 메모리 주소를 가리키고 있어야 한다. 그렇지 않으면 잘못된 메모리 접근으로 인한 오류가 발생할수 있다.

 

3️⃣ 구조체 배열 ✨

구조체는 자료형으로써 배열형으로 선언할 수 있다. 여러 사람의 정보를 효과적으로 관리하기 위해 구조체 변수를 배열로 선언할수 있다.

struct student
{
    char name[10];
    int age;
    double height;
} st[5];

또는

student st[5]; // st이름으로 5개 배열 선언

📝 구조체 배열 코드

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct student
{
    char name[10];
    int age;
    double height;
} st[4] = {
    {"효니", 23, 166.9},
    {"지선", 22, 159.5},
    {"은지", 23, 166},
    {"지츄", 23, 167.3}
};

int main(void)
{
    int i;
    printf("구조체 멤버의 초기값 출력\n");
    for(i = 0; i < sizeof(st)/sizeof(st[0]); i++)
    {
        printf("이름: %s, 나이: %d, 키: %.2f\n", st[i].name, st[i].age, st[i].height);
    }
    
    st[1].height = 161;
    printf("\n데이터 변경 후\n");
    printf("이름: %s, 나이: %d, 키: %.2f\n", st[1].name, st[1].age, st[1].height);

    return 0;
}

 

위 코드는 각 구조체의 멤버의 초기값을 설정한 후, 배열을 순회하면서 초기값을 출력한다. 그리고 배열의 한 요소의 데이터를 변경한 후 변경된 내용을 출력한다.

 

4️⃣ 구조체 포인터: 메모리 주소를 통한 데이터 접근 ✨

구조체는 자료형이므로 포인터형으로 선언 할수 있다. 이를 통해 구조체 변수의 주소를 저장하고, 해당 주소를 통해 구조체 멤버에 접근할 수있다. 포인터를 통해 구조체 멤버에 접근할 때는 간접 접근 연산자 (->)를 사용한다.

 

구조체 포인터 선언

구초체를 포인터로 선언할 떄는 포인터 변수의 형태를 따르고, 구조체 변수의 주소를 가리키게된다.

struct student *pSt; // *pSt 4Byte 차지

 

구조체 포인터 코드

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct student
{
    char name[10];
    int age;
    double height;
} st[4] = {
    {"효니", 23, 166.9},
    {"지선", 22, 159.5},
    {"은지", 23, 166},
    {"지츄", 23, 167.3}
};

int main(void)
{
    int i;
    struct student *pSt;
    pSt = st;
    printf("구조체 배열 멤버의 초기값 출력\n");
    for(i = 0; i < sizeof(st)/sizeof(st[0]); i++)
    {
        printf("이름: %s, 나이: %d, 키: %.2f\n", st[i].name, st[i].age, st[i].height);
    }
    
    printf("\n구조체 포인터를 이용한 출력\n");
    for(i = 0; i < sizeof(st)/sizeof(st[0]); i++)
    {
        printf("이름: %s, 나이: %d, 키: %.2f\n", (pSt + i)->name, (pSt + i)->age, (pSt + i)->height);
    }
    
    return 0;
}

 

위 코드는 구조체 포인터를 이용하여 구조체 배열의 각 요소에 접근하는 방법이다. 포인터 변수 pSt가 구조체 배열 st의 첫번째 요소를 가리키고, 이를 통해 각 요소의 멤버에 접근한다.

 

5️⃣ 구조체 초기화

일반적 초기화 방법

구조체 변수의 각 멤버에 값을 할당하는 방식으로 초기화한다.

이 방법은 구조체 변수를 먼저 선언 한 후에 값을 할당하는 방법이다.

struct student
{
    char name[10];
    int age;
    int height;
} st;

st.age = 23;
st.height = 167;
strcpy(st.name, "효니");

 

 

선언과 동시에 초기화하는 방법

구조체 변수는 선언과 동시에 초기화할수 있다. 중괄호 {} 안에 초기값을 지정하여 한번에 조기화 할수 있다. 

struct student
{
    char name[10];
    int age;
    int height;
} st = {"효니", 23, 167};

 

또는 구조체 변수를 선언하는 동시에 변수 이름을 생략하고 초기화할 수도 있다.

struct student
{
    char name[10];
    int age;
    int height;
} = {"효니", 23, 167};