C언어 4. 연산자

지금까지는 C언어 내에서 데이터들을 저장하는 법을 알아보았습니다.

이번 글에서는 그 데이터를 가지고 실제로 계산을 하는 연산자들에 대해서 알아보겠습니다.

 

먼저 연산은 피연산자와, 연산자로 구성된다는 사실을 알고 계실 겁니다.

예를 들어 수식 2 + 3 * 10이 있다고 하면, 2, 3, 10은 피연산자 +, *는 연산자라고 합니다.

 

연산자의 종류

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C언어에는 많은 연산자가 존재하고 있는데, 표를 통해 먼저 보고 이후에 설명하도록 하겠습니다.

먼저 산술 연산자에 대해서 알아봅시다.

이는 우리들이 초등학교 때부터 배워온 사칙연산에 사용하는 연산자들이 포함되어 있습니다.

그런데 이중 % 라는 연산자가 생소하신 분이 있을 수도 있는데, 이 연산자는 modulo연산을 수행합니다.

modulo연산은 나눗셈을 실행하고 그 나머지를 구해주는 연산자입니다.

예를 들어 10 % 3 은 나머지인 1을 구해줍니다.

 

부호 연산자는 데이터의 부호를 정해주는 연산자입니다.

따로 설명할만한 내용이 없기 때문에 생략하도록 하겠습니다.

 

대입 연산자는 연산자를 기준으로 왼쪽에 있는 변수에 오른쪽에 있는 데이터를 입력하는 연산자입니다.

또한 +=, *= 등등 산술 연산자와 합쳐진 연산자들이 보이는데, 간단히 예를 들어 설명하겠습니다.

예를들어 변수 a가 있고, 그 값이 2이며 a += 10를 수행한다고 생각해봅시다.

그러면 이는 a = a + 10과 동일한 의미, 즉 a = 2 + 10과 동일한 것입니다.

따라서 연산을 수행한 후 a의 값은 12가 됩니다. 어렵지 않을 것이라 생각합니다. 

 

증감 연산자는 변수의 값을 1증가시키거나 1감소시킬때 사용합니다.

그런데 이 증감연산자는 연산자를 변수의 앞에 쓰냐, 뒤에 쓰느냐에 따라 전위, 후위로 나뉩니다.

변수의 앞에 연산자를 쓰는 것이 전위 증감연산자, 뒤에 쓰는것이 후위 증감 연산자입니다.

간단한 코드를 통해 둘의 차이를 설명하겠습니다.

#include<stdio.h>

int main() {
	int a = 1;
	int b = 2;

	printf("%d, %d\n", a++, b++);
	printf("%d, %d\n", ++a, ++b);
}

결과를 확인해보시면 첫 번째 출력에선 a와 b의 값이 그대로 출력되는 걸 볼 수 있습니다.

그런데 두 번째 출력을 보면 어찌 된 일인지 1이 아닌 2가 더해진 것을 볼 수 있습니다.

이것은 전위, 후위에 따라서 변수의 값이 증감되는 시간이 다르기 때문인데요,

전위의 경우엔 변수를 출력한 후에 값이 증가되고, 후위의 경우엔 값을 증가시키고 변수를 출력합니다.

 

다음은 비교 연산자입니다. 이름부터 알 수 있듯이 두 변수를 비교하는 연산자입니다.

수학에선 보통 두 수가 같으면 =기호를 사용하지만, C언어에서는 위에서 보셨다시피 =는 이미

대입 연산자로 사용되고 있습니다. 따라서 두 수가 같음을 표현할 땐 ==를 사용합니다.

반대로 두 수가 다를 경우엔!=를 사용해서 이를 표현해줍니다.

 

이 연산자의 경우에는 사용자에게 결과가 True(참)인지 False(거짓)인지 알려줍니다.

그런데 저번 글에서 알아본 자료형 중엔 이러한 논리 값을 저장하는 자료형은 없었습니다.

사실 C언어에서는 논리값을 정수로 표현하며, 1은 True(실제론 0 이외의 숫자), 0은 False를 의미합니다.

따라서 연산의 결과가 True이면 1을, False이면 0을 돌려주게 되는 것입니다.

진짜 그런 것인지 코드를 통해서 확인해볼까요?

#include<stdio.h>

int main() {
	int a = 10;
	int b = 5;
	printf("%d\n", a == b);
	printf("%d\n", a < b);
	printf("%d\n", a > b);
	printf("%d\n", a != b);
	printf("%d\n", !(a == b));
}

결과를 보시고 직접 True, False를 판단해보시면 위의 말이 맞다는 것을 알 수 있을 겁니다.

 

논리 연산자는 위에서 말한 True, False값을 사용해 연산을 수행하는 연산자입니다.

&&는 AND라고 말하며 두 값이 모두 True일 경우에만 True를 돌려주는데, 이를 곱 연산이라고 합니다.

||는 OR라고 말하며 두 논리 값 중 하나만 True여도 True를 돌려줍니다. 이를 합연산이라고 합니다.

! 은 NOT을 의미하며 논리 값이 True면 False를, False이면 True를 돌려줍니다. 즉 반전시킨단 이야기죠.

 

비트 연산자의 경우는 변수의 비트 값에 대해서 연산을 수행하는 연산자입니다.

순서대로 |는 OR연산,  &는 AND연산, ~는 NOT연산 ^는 XOR연산을 수행합니다.

여기서 XOR란 두 논리 값 중 1이 홀수면 True, 짝수거나, 없으면 False를 반환합니다.

예를 들어 10진수 10, 5가 있다고 가정해봅시다. 둘은 2진수로 바꾸게 되면각각 1010(10), 0101(5)입니다. 

이 두 비트에 대해서 XOR연산을 수행하면 결과는 1111이 되고, 따라서 값은 15가 됩니다.

(이 둘은 unsigned, 즉 음수 값이 없는 2진수라고 가정합니다.)

간단한 코드로 이를 확인해봅시다.

#include<stdio.h>

int main() {
	int a = 10;
	int b = 5;
	printf("%d", a ^ b);
}

남은 <<와 >>는 비트를 시프트 시키는 연산자인데요,

이는 비트를 왼쪽, 오른쪽으로 이동시킨다는 의미입니다.

예를 들어 위에서 말한 1010에 << 1을 수행하면, 비트가 왼쪽으로 한 칸씩 이동합니다.

그런데 왼쪽으로 한칸 시프트 하면 표현할 수 있는 4비트를 넘어가게 됩니다.

그러면 이 넘어간 값들은 모두 사라지게 됩니다. 즉, 값은 0100 = 4가 되는 것이죠.

 

다음으로 포인터 연산자와 구조체 연산자가 있는데 포인터와 구조체를 아직 안배웟으니 생략하겠습니다.

 

마지막은 삼항 연산자입니다.

이것은 논리 값과 돌려줄 값 두 개를 통해 사용하는데, 예를 들어 설명하겠습니다.

10 == 10 ? 100 : 200이라는 삼항 연산 식이 있습니다. ?의 왼쪽에는 논리 값이 오게되는데, 이 논리값이

True이면 :의 왼쪽에 있는 값을 반환하고 False이면 오른쪽에 있는 값을 반환합니다.

 

연산자의 우선순위

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이렇게 C언어에서 사용되는 연산자들의 종류와 사용법에 대해서 알아봤는데요,

이 연산자들 사이에서도 정해진 우선순위가 존재합니다.

이는 수학과 비슷한데, 수학에서도 *와 /는 +나 -보다 먼저 계산되는 걸 알고 계실 겁니다.

C언어에서도 여러 연산자들이 같이 있을 때 어떤 것을 먼저 수행할지 결정하는 우선순위가 있습니다.

먼저 표를 보도록 합시다.

연산자의 우선순위는 표에서 숫자가 작은 것이 우선순위가 높은 것입니다.

또한 결합 순서란 같은 우선순위 내에서 연산이 어떤 순서로 될 것인가를 나타낸 것입니다.

예를 들어 10 * 2 / 5에서 *와 /는 우선순위가 같은데, 결합 순서가 왼쪽부터이기 때문에

연산을 왼쪽에서부터 10 * 2 -> 20 / 5 -> 4 순서로 하는 것을 의미합니다.

 

연산자에 대한 설명은 이 정도로 마치고, 다음번엔 입출력에 대해서 설명해보겠습니다.

감사합니다.