[C 문법공부] 연산자 종류

산술연산자,대입연산자

계산

#include <stdio.h>
int main() {
	int a, b;
	a = 10;
	b = 3;
	printf("a + b 는 : %d \n", a + b);
	printf("a - b 는 : %d \n", a - b);
	printf("a * b 는 : %d \n", a * b);
	printf("a / b 는 : %d \n", a / b);
	printf("a %% b 는 : %d \n", a % b);
	return 0;
}

a + b 는 : 13
a - b 는 : 7
a * b 는 : 30
a / b 는 : 3
a % b 는 : 1

a 와 b는 int형으로 각각 정수데이터만 담당한다.
+, -, *는 평이하기에 패스.
나눗셈 / 의 경우, a와 b가 정수데이터만 처리하기 때문에 10을 3으로 나누면 3.3333이지만 정수부분만 남게된다. %연산자는 표현방법으로 %%을 사용해야한다. %하나만 사용하면 %d, %f와 헷갈림.

연산 시 형변환

나눗셈시에 조심할 것으로는

#include <stdio.h>
int main() {
	int a, b;
	a = 10;
	b = 3;
	printf("a / b 는 %f \n", a / b);
	return 0;
}

이 코드는 컴파일하면 에러가 날수도 있음.

그 이유에 대해서 생각해보자면,

정수 / 정수 = 정수형변수 로 항상 유지된다.
따라서 %f를 사용하면 정수형 변수를 실수형 포맷팅으로 하는 것이기 때문에 오류가난다.

그런데 다른 변수형끼리 계산할때는 어떻게 될까?

#include <stdio.h>

int main() {
	int a;
	double b;

	a = 10;
	b = 3;
	printf("a / b 는 : %f \n", a / b);
	printf("b / a 는 : %f \n", b / a);
	return 0;
}

a / b 는 : 3.333333
b / a 는 : 0.300000

여기서 int형과 double형 변수간 계산이 이뤄지고 있는데,
자료형이 다른 두 변수를 연산할 때, 숫자의 범위가 큰 자료형으로 자료형들이 바뀐다.

따라서 연산 후 결과는 모두 double 자료형일 것이므로 실수형 값 포매팅인 %f를 사용해야한다.

대입연산자

#include <stdio.h>
int main() {
	int a = 3;
	a = a + 3;
	printf("a의 값은 :%d \n", a);
	return 0;
}

연산 우선순위에서 +가 =보다 먼저되기때문에 a=6이 된다.

연산자 줄이기

#include

int main() {
	int a = 1, b = 1, c = 1, d = 1;
	// int a = b = c = d = 1;
	a = a + 1;
	printf("a : %d \n", a);
	b += 1;
	printf("b : %d \n", b);
	++c;
	printf("c : %d \n", c);
	d++;
	printf("d : %d \n", d);
}

a : 2
b : 2
c : 2
d : 2

++c; d++ 이렇게 다른 모냥이 있는데, 앞이랑 뒤에 있는 것의 의미가 뭘까?

++이 앞에 있으면 전위형으로 1을 더한 후 결과를 리턴하고 ++이 뒤에 있으면 후위형으로 결과를 리턴하고 1을 더한다.

더 자세한 예시를 들면,

#include <stdio.h>

int main() {
	int a = 1;

	printf("++a : %d \n", ++a); /*postfix */

	a = 1;
	printf("a++ : %d \n", a++); /*prefix*/
	printf("a : %d \n", a);

	return 0;
}

++a : 2
a++ : 1
a : 2

비트연산자, 쉬프트연산자

비트 하나하나에 대해 연산하는 연산자를 비트연산자라고한다.

연산자 종류

1. AND 연산 &

2. OR 연산

3. XOR 연산 ^
4. 반전 ~
5. 쉬프트 연산 », «

AND 연산

비교하는 두 이진수에 대해서 두수의 각 자리수를 비교해 둘 다 1이어야 1이 된다.

0011 & 1110 => 0010

OR 연산

두 수 중 하나라도 1이면 1이된다.

0011 | 1110 => 1111

XOR 연산

두 수가 달라야 1이된다.

0011 ^ 1110 => 1101

반전연산

기존 이진수를 1은 0으로, 0은 1로 반전한다.

~0011 => 1100

여기서 중요한게 있는데, 만약 선언된 자료형이 int형이라면 4바이트=32비트이다.

그래서

#include <stdio.h>

int main() {
	int a;
	a = 0x0A; /*2진법 => 1010*/

	printf("%x",~a);
}

원래라면 0101이 나와야 정상이지만, 출력이

fffffff5

이것은 무슨의미일까?

0x0A를 2진법으로 표현하면 1010이지만, int의 자료형이 4byte, 32bit이므로

00000000 00000000 00000000 00001010

이 0x0A의 이진수이다.

따라서 이를 반전하면

11111111 11111111 11111111 11110101

이 되므로, 이는

0xfffffff5가 된다.

이와 같은 논리로 쉬프트연산을 할 수 있다.

쉬프트 연산

쉬프트 연산에는 2가지가 있다.

<< 는 비트를 왼쪽으로 쉬프트 시키는데, 뒤에서 새로 채워지는 부분은 무조건 0이다.

>> 는 비트를 오른쪽으로 쉬프트 시키는데, 앞부분에 맨 왼쪽에 있던 수가 채워진다.

#include <stdio.h>

int main() {
	int a;
	int b;

	a = 0xAF; // 10101111
	b = 0xB5; // 10110101

	printf("%x\n",a << 2);
	printf("%x\n",b >> 3);
}

이를 출력하면

2bc
16

이렇게 된다.

10101111을 << 쉬프트하면 앞의 숫자들이 버려질 것 같지만, 반전연산과 같은 이유로
00000000 00000000 00000010 10111100 으로 앞쪽 빈 자리로 옮겨간 것이다.

마찬가지로
10110101을 >> 쉬프트하면 맨 앞의 1로 채워져서 11110110이 되어야 할 것 같지만, 00000000 00000000 00000000 00010110 으로 맨 앞이 0이기 때문에 0으로 채워져야한다.

오버플로우와 언더플로우

음수를 나타내는 방법

C언어가 음수를 표현하는 방식은 간단하게 2의 보수표현법으로 나타낸다.
2의 보수 표현법을 사용하기 위해선, 양수의 이진수를 반전시킨다음 1을 더한다. 따라서 맨 앞자리에 1이 있다면 음수이다.

4비트짜리 자료형이 있다고 가정하자.

이 자료형의 범위는 (-8 ~ 7) 이다.

음수	이진수	양수,0	이진수
-1	1111	0	0000
-2	1110	1	0001
-3	1101	2	0010
-4	1100	3	0011
-5	1011	4	0100
-6	1010	5	0101
-7	1001	6	0110
-8	1000	7	0111

이렇게 2의 보수 표현법으로 컴퓨터가 음수를 인식하게된다.
맨 앞자리 수가 1일때를 음수로 인식하기 때문에 나머지 자리수 2^3 만큼이 음수가 된다.
양수일때는 맨 앞자리가 0일때인데, 0을 포함하고 있기 때문에 양수는 음수보다 1개가 적을 수 밖에 없다.

오버플로우, 언더플로우

정수 자료형에는 int, short, char, long, longlong 등이 있다.

이 자료형들에는 범위가 정해져있는데, 범위의 최댓값을 넘어서면 오버플로우가, 최솟값보다 작아지면 언더플로우가 발생한다.

위의 4비트 자료형을 예시로 들자면,
7(0111)에서 1을 더하면 1000이 되어 -8로 컴퓨터가 인식하게된다.

이러한 로직이 모든 자료형에 통용되게된다.

unsigned?

맨 앞자리에 1이 붙어있는 수를 양수로 인식하면된다.

음수	이진수	양수,0	이진수
15	1111	0	0000
14	1110	1	0001
13	1101	2	0010
12	1100	3	0011
11	1011	4	0100
10	1010	5	0101
9	1001	6	0110
8	1000	7	0111

15보다 커지면 1111에서 1이 더해지며 0이된다.
반대로 0보다 작아지면 0000에서 1111이 되면서 15가된다.