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6. 배열, 동적 배열과 응용 (정렬, 탐색)
2015-1 Programming Language
March 28, 2015
Prof. Young-Tak KimAdvanced Networking Technology Lab. (YU-ANTL)
Dept. of Information & Comm. Eng, College of Engineering, Yeungnam University, KOREA
(Tel : +82-53-810-2497; Fax : +82-53-810-4742http://antl.yu.ac.kr/; E-mail : ytkim@yu.ac.kr)
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Outline
배열 (Array)배열의 초기화배열의 응용배열과 함수동적배열정렬 (sorting)탐색 (searching)다차원 배열 (multi-dimensional array) 2차원 배열을 사용한 행렬 계산
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배열의 필요성
학생이 10명이 있고 이들의 평균 성적을 계산한다고 가정하자.
개별변수를 사용하는방법은 학생수가
많아지면번거로워집니다.
int s0;int s1;…int s9;
int[10];
방법 #1 : 개별 변수 사용
방법 #1 : 배열 사용
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배열이란? 배열(array): 동일한 자료형의 데이터가 여러 개 저장되어 있는 데이터 저장
장소 배열 안에 들어있는 각각의 데이터들은 정수로 되어 있는 인덱스(첨자)에
의하여 접근 배열을 이용하면 동일한 자료형의 여러 개의 데이터 들을 하나의 이름으로
관리할 수 있다.
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배열 원소와 인덱스인덱스(index): 배열 원소의 번호
첨자 또는 인덱
스
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배열의 선언
자료형: 배열 원소들이 int형라는 것을 의미 배열 이름: 배열을 사용할 때 사용하는 이름이 grade 배열 크기: 배열 원소의 개수가 10개 인덱스(배열 번호)는 항상 0부터 시작한다.
int score[60]; // 60개의 int형 값을 가지는배열 gradefloat cost[12]; // 12개의 float형값을 가지는배열 costchar name[50]; // 50개의 char형값을가지는배열 namechar src[10], dst[10]; // 2개의문자형배열을 동시에선언int index, days[7]; // 일반변수와 배열을동시에선언
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배열 원소 접근
grade[5] = 80;grade[1] = grade[0];grade[i] = 100; // i는 정수변수grade[i+2] = 100; // 수식이 인덱스가된다. grade[index[3]] = 100; // index[]는정수배열
grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4] grade[5] grade[6] grade[7] grade[8] grade[9]
80
grade[5] = 80
인덱스
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#include <stdio.h>
int main(void){
int i;int grade[5];
grade[0] = 10;grade[1] = 20;grade[2] = 30;grade[3] = 40;grade[4] = 50;
for(i=0;i < 5; i++)printf("grade[%d]=%d\n",i, grade[i]);
return 0;}
배열 선언 예제
grade[0]=10grade[1]=20grade[2]=30grade[3]=40grade[4]=50
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배열과 반복문
배열의 가장 큰 장점은 반복문을 사용하여서 배열의원소를 간편하게 처리할 수 있다는 점
#define SIZE 5...for(i=0 ; i<SIZE ; i++)
grade[i] = 0;
grade[0] = 0;grade[1] = 0;grade[2] = 0;grade[3] = 0;grade[4] = 0;
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#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define SIZE 5
int main(void){
int i;int grade[SIZE];
for(i = 0; i < SIZE; i++)grade[i] = rand() % 100;
for(i = 0; i < SIZE; i++)printf("grade[%d]=%d₩n", i, grade[i]);
return 0;}
배열 선언 예제
grade[0]=41grade[1]=67grade[2]=34grade[3]=0grade[4]=69
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#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define SIZE 5
int main(void){
int i;int grade[SIZE];printf("5명의점수를 입력하시오₩n");
for(i = 0; i < SIZE; i++)scanf("%d", &grade[i]);
for(i = 0; i < SIZE; i++)printf("grade[%d]=%d₩n", i, grade[i]);
return 0;}
배열 선언 예제
5명의 점수를 입력하시오2335674521grade[0]=23grade[1]=35grade[2]=67grade[3]=45grade[4]=21
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#include <stdio.h>#define STUDENTS 5int main(void){
int grade[STUDENTS];int sum = 0;int i, average;for(i = 0; i < STUDENTS; i++){
printf("학생들의 성적을 입력하시오: ");scanf("%d", &grade[i]);
}for(i = 0; i < STUDENTS; i++)
sum += grade[i];average = sum / STUDENTS;printf("성적 평균= %d\n", average);
return 0;}
배열 선언 예제
학생들의 성적을 입력하시오: 10학생들의 성적을 입력하시오: 20학생들의 성적을 입력하시오: 30학생들의 성적을 입력하시오: 40학생들의 성적을 입력하시오: 50성적 평균 = 30
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잘못된 인덱스 문제
인덱스가 배열의 크기를 벗어나게 되면 프로그램에치명적인 오류를 발생시킨다.
C에서는 프로그래머가 인덱스가 범위를 벗어나지않았는지를 확인하고 책임을 져야 한다.
int grade[5];…grade[5] = 60; // 치명적인 오류!
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#include <stdio.h>int main(void){
int grade[5];int i;
grade[0]=10;grade[1]=20;grade[2]=30;grade[3]=40;grade[4]=50;grade[5]=60;
for(i = 0; i <= 5; i++)printf("grade[%d]=%d\n", i, grade[i]);
return 0;}
잘못된 인덱스 예제
시스템에 심각한 오류가 발생할 수도 있다.
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배열의 초기화 int grade[5] = { 10,20,30,40,50 };
int grade[5] = { 10,20,30 };초기값을 일부만주면 나머지 원소들은 0으로 초기
화됩니다.
grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4] grade[5]
int grade[5] = { , , , , };,10 20 30 40 50 60
grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4]
int grade[5] = { , , };10 20 30
0 0
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배열의 초기화
배열의 크기가 주어지지 않으면 자동적으로 초기값의개수만큼이 배열의 크기로 잡힌다.
grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4] grade[5]
int grade[ ] = { , , , , };,10 20 30 40 50 60
6
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#include <stdio.h>int main(void){
int grade[5] = { 31, 63, 62, 87, 14 };int i;
for(i = 0; i < 5; i++)printf("grade[%d] = %d\n", i, grade[i]);
return 0;}
배열 초기화 예제
grade[0] = 31grade[1] = 63grade[2] = 62grade[3] = 87grade[4] = 14
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#include <stdio.h>int main(void){
int grade[5] = { 31, 63 };int i;
for(i = 0; i < 5; i++)printf("grade[%d] = %d\n", i, grade[i]);
return 0;}
배열 초기화 예제
grade[0] = 31grade[1] = 63grade[2] = 0grade[3] = 0grade[4] = 0
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#include <stdio.h>int main(void){
int grade[5] ;int i;
for(i = 0; i < 5; i++)printf("grade[%d] = %d\n", i, grade[i]);
return 0;}
배열 초기화 예제
grade[0]=4206620grade[1]=0grade[2]=4206636grade[3]=2018779649grade[4]=1
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배열 원소의 개수 계산
int grade[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };int i, size;
size = sizeof(grade) / sizeof(grade[0]);
for(i = 0; i < size ; i++)printf("%d ", grade[i]);
배열 원소 개수 자동 계산
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배열의 복사int grade[SIZE];int score[SIZE];
score = grade; //컴파일오류!
#include <stdio.h>#define SIZE 5
int main(void){
int i;int a[SIZE] = {1, 2, 3, 4, 5};int b[SIZE];
for(i = 0; i < SIZE; i++)b[i] = a[i];
return 0;}
잘못된 방법
올바른 방법
원소를 일일이복사한다
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배열의 비교#include <stdio.h>#define SIZE 5
int main(void){
int i; int a[SIZE] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int b[SIZE] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
if( a == b ) // ① 올바르지 않은 배열 비교printf("잘못된 결과입니다.\n");
elseprintf("잘못된 결과입니다.\n");
for(i = 0; i < SIZE ; i++) // ② 올바른 배열 비교{
if ( a[i] != b[i] ) {
printf("a[]와 b[]는같지 않습니다.\n"); return 0;
} } printf("a[]와 b[]는같습니다.\n"); return 0;
}
원소를 일일이 비교한다
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실습: 투표 집계하기
투표 결과를 컴퓨터를 이용하여서 집계한다고 가정각 후보 (candidate)별로 득표수를 집계하는 것은
후보별 기호 (데이터) 발생 빈도(frequency)를계산하는 것과 동일
배열의 개념을 이용하면 손쉽게 구현할 수 있다.
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실행 결과
몇번 후보자를 선택하시겠습니까?(종료 -1): 1몇번 후보자를 선택하시겠습니까?(종료 -1): 1몇번 후보자를 선택하시겠습니까?(종료 -1): -1
값 득표결과1 72 33 14 5
...9 810 3
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알고리즘
Procedure Voting()배열 freq[]의 원소를 0으로 초기화한다. while(1) {
사용자로부터 후보자 (candidate)를 입력받는다. freq[candidate]++;
}freq 배열의 내용을 출력한다. END Procedure
freq[0] freq[1] . . . . . freq[100] freq[101]
0 0 0 0
SIZE = 101score
100
+1
1
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소스#include <stdio.h>#define SIZE 11int main(void){ int freq[SIZE] = { 0 }; // 빈도를 나타내는 배열
int i, candidate;while(1){
printf("몇번 후보자를 선택하시겠습니까?(종료-1): ");scanf("%d", &candidate);if (candidate < 0) break; //음수이면 반복종료freq[candidate]++;
}printf("값 득표결과\n");for(i = 1; i < SIZE; i++)
printf("%3d %3d \n", i, freq[i]);return 0;
}
해당되는 점수의 빈도를 증가
한다.
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배열 원소 역순 출력#include <stdio.h>#define SIZE 5
int main(void){
int data[SIZE]; int i;
for(i = 0; i < SIZE; i++) // 정수를 입력받는 루프{
printf("정수를 입력하시오:"); scanf("%d", &data[i]);
}
for(i = SIZE - 1;i >= 0; i--) // 역순출력루프{
printf("%d₩n", data[i]); } return 0;
}
정수를 입력하시오:10 정수를 입력하시오:20 정수를 입력하시오:30 정수를 입력하시오:40 정수를 입력하시오:50 50 40 30 20 10
data[0] data[1] data[2] data[3] data[4]
SIZE = 5
10 20 30 40 50
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예제#include <stdio.h>#define STUDENTS 5
int main(void){
int grade[STUDENTS] = { 30, 20, 10, 40, 50 }; int i, s;
for(i = 0; i < STUDENTS; i++) {
printf("번호%d: ", i); for(s = 0; s < grade[i]; s++)
printf("*"); printf("₩n");
}
return 0; }
번호 0: ****************************** 번호 1: ******************** 번호 2: ********** 번호 3: **************************************** 번호 4: **************************************************
grade[0] grade[1] grade[2] grade[3] grade[4]
STUDENTS = 5
3020
1040
50
30 20 10 40 50
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주사위면 빈도 계산#include <stdio.h>#include <stdlib.h>
#define SIZE 6
int main(void){
int freq[SIZE] = { 0 }; // 주사위의 면의 빈도를 0으로 한다.int i;
for(i = 0; i < 10000; i++) // 주사위를 10000번 던진다.++freq[ rand() % 6 ]; // 해당면의 빈도를 하나 증가한다.
printf("====================₩n"); printf("면 빈도₩n"); printf("====================₩n");
for(i = 0; i < SIZE; i++) printf("%3d %3d ₩n", i, freq[i]);
return 0; }
==================== 면 빈도====================
0 1657 1 1679 2 1656 3 1694 4 1652 5 1662
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배열과 함수
배열의 경우에는사본이 아닌원본이전달된다.
int main(void){
...
get_average( , int n);
...}
int get_average(int score[], int n){
...
sum += score[i];
...}
배열 매개 변수의 경우, 원본이 직접참조됩니다.
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배열을 함수의 인수로 전달(array argument)
#include <stdio.h>#define STUDENTS 5int get_average(int score[], int n); // ①
int main(void){
int grade[STUDENTS] = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int avg;
avg = get_average(grade, STUDENTS);printf("평균은 %d입니다.\n", avg); return 0;
}
int get_average(int score[], int n) // ②{
int i; int sum = 0;
for(i = 0; i < n; i++) sum += score[i];
return sum / n; }
배열이 인수인 경우,참조에 의한 호출
배열의 원본이score[]로 전달
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배열이 함수의 인수인 경우 (1)#include <stdio.h>#define SIZE 7
void square_array(int a[], int size);void print_array(int a[], int size);
int main(void){
int list[SIZE] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 } ;
print_array(list, SIZE);square_array(list, SIZE);print_array(list, SIZE);
return 0; }
// 배열은 원본이 전달된다. (인수 : 배열)
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배열이 함수의 인수인 경우 (2)void square_array(int a[], int size){
int i;
for(i = 0; i < size; i++) a[i] = a[i] * a[i];
} void print_array(int a[], int size){
int i;
for(i = 0; i < size; i++) printf("%3d ", a[i]);
printf("\n"); }
배열의 원본이a[]로 전달
1 2 3 4 5 6 7 1 4 9 16 25 36 49
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원본 배열의 변경을 금지하는 방법
void print_array(const int a[], int size)
{
...
a[0] = 100; // 컴파일 오류!
}
함수안에서 a[]는변경할수없다.
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