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charArray.md

File metadata and controls

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배열과 문자열

문자열(string) 은 단어와 문장과 같이 문자들의 모임으로 문자형 배열에 저장하고 처리한다. 문자열 리터럴은 쌍 따움표(" ")를 이용하여 표현한다. 다음은 문자열 리터럴의 예이다.

"A"
"School"
"Hello World!"
"How are you!"

문자 리터럴은 문자열 리터럴과 달리 문자 한 개를 표현한다. C++에서 문자는 문자열과 달리 일반 따옴표('')로 묶어서 표현한다.

프로그램에서 사람들의 이름, 주소, 학과 이름, 학교 이름 등 모두 문자열로 저장된다. 쌍 따표를 사용하여 표시되는 문자열은 문자열 상수로 변경이 불가능하다.

문자열은 "Hello World!" 와 같이 연속된 문자로 C++에서는 다음과 같이 문자형(char) 배열에 저정된다.

char str[20] = "Hello World!";   // char형 배열 선언과 초기화

문자형 배열 str은 20개의 문자를 저장할 수 있는 공간이며 다음과 같이 str[0]에는 문자 'H', str[1]에는 'e' 가 차례로 저장된다.

image

문자열 리터럴이 메모리에 저장될 때는 마지막 저장 장소에 NULL 문자('\0')가 추가 저장된다. C++에서 NULL 문자는 문자열의 마지막을 나타내는 문자이다. 그러므로 문자열을 저장하기 위해서 문자열의 문자의 수보다 하나 큰 저장공간이 요구된다. 즉 "Hello World!" 문자열의 문자 수는 12개 이나 NULL 문자까지 메모리에 저장해야 하기 때문에 총 13 바이트의 저장공간이 요구한다. 즉 문자열을 저장하기 위해서는 최소한 문자열의 길이 + 1 개의 저장공간이 필요하다.

문자열을 컴퓨터에 저장하기 위해서 다음 사항을 이해하여야 한다.

  • 문자열을 저장하기 위해서 char형 배열을 선언하여야 한다.
  • 최소한 '문자열의 길이 + 1' 크기 만큼의 저장공간이 요구된다.
  • 문자열 배열의 마지막 요소는 NULL('\0')문자이어야 한다.

문자열 배열 초기화

문자열은 다음과 같이 초기화하여 char형 배열에 저장할 수 있다.

char str[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};  // (1)
char str[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};   // (2)
char str[6] = "Hello";                          // (3)
char str[] = "Hello";                           // (4)

(1)과 (2)처럼 문자열 초기화는 char형 배열의 각 저장공간에 문자를 하나씩 저장하는 방법과 (3)과 (4)와 같이 문자열 리터럴을 사용하여 배열의 처음부터 문자열을 복사하는 방법이 있다.

문자열 출력

char형 배열에 저장된 문자열의 출력은 cout을 이용하여 아래와 같이 출력한다.

char str[] = "Hello";
cout << str << endl;    // Hello 출력

cout 에 전달된 것은 배열의 이름인 str로 배열로 할당받은 저장 공간의 시작주소가 전달된다. cout 은 문자열의 경우 시작주소로 부터 NULL 문자가 나올 때까지 출력한다.

아래 프로그램과 같이 네 번째 저장 장소에 NULL 문자를 저장하면 화면에 "Hel" 만 출력하게 된다. 또한

char str[] = "Hello";
cout << str << endl;	// Hello 출력

str[3] = '\0';
cout << str << endl; 	// Hel 출력

str[3] = 'l';
str[5] = 'H';
cout << str << endl;	// HelloH 이후 이상한 문자들

문자열 복사

일반 변수의 경우 대입 연산자를 이용해서 번수에 저장단 값의 복사가 이루어진다. 일반 배열을 포함한 문자열 배열과 같이 기본 자료형인 배열의 경우 대입연산자로 배열에 저장된 데이터를 다른 배열로 복사하는 것은 불가능하다.

즉 다음과 같은 코드로는 str1 배열에 저장된 문자열이 str2로 복사되지 않는다.

char str1[] = "Hello World!";
char str2[20];

str2 = str1;  // str1에 저장된 문자열이 str2에 복사되지 않음

문자열의 복사는 다음과 같이 char 형 배열에 저장된 문자 모두를 하나씩 복사할 배열에 저장하여야 한다.

int i; 				// 배열의 인덱스로 사용하기 위한 변수 
char str1[] = "Hello World!";
char str2[10];

for(i = 0; str1[i] != '\0'; i++)  // str1 문자열을 st2에 복사 
	str2[i] = str1[i];

str2[i] = '\0';

if(&str1[0] == &str2[0]) 
	cout << "str1 address equals to str2 address." << endl;
else
	cout << "str1 address does not equal to str2 address." << endl; 
	
cout << str2 << endl;

문자열의 길이

문자열의 길이는 문자열을 구성하는 문자의 개수로 C++ 프로그램의 char형 배열에서 NULL 전까지의 문자 개수를 카운트하여 문자열의 길이를 얻을 수 있다.

char str[] = "Hello World!!!";
int len = 0;

// str의 길이를 구하기
for(int i = 0; str[i] != '\0'; i++)
	len += 1;

cout <<"length of str: " << len << endl;

문자열 연결하기

두 개의 문자열이 주어졌을 때 두 개의 문장을 연결하여 하나의 배열에 저장하는 기능이 요구된다.

char str1[20] = "Hello";
char str2[] = " World!";

cout << str1 << endl;
// 두 문자열 연결하기
int i, j;
for(i = 0; str1[i] != '\0'; i++);
for(j = 0; str2[j] != '\0'; j++)
	str1[i+j] = str2[j];
str1[i+j] = '\0';

cout << str1 << endl;

문자열을 저장하고 있는 두 개의 배열 내용이 같은지를 확인하는 기능을 생각해 보자.

일단 길이가 같이야 하고 길이가 다르면 내용을 확인할 필요도 없다. 길이가 같은 경우에 내용 각각을 확인하고 저장된 내용이 모두 같아야 두 문자열이 같다고 판단하고 그렇지 않으면 다르다고 판단한다.

표준라이브러리

문자열과 관련해서는 앞에서 살펴본 문자열 관련 처리 기능 외에 여러 처리 기능이 있다. 이처럼 문자열을 처리하기 위한 표준 함수가 이미 제공되고 있다. 이 함수들의 모음을 표준 라이브러리(standard library)라고 한다. 표준 라이브러리에는 다양한 문자열 처리 함수가 정의되어 있다. 앞에서 논의했던 문자열의 길이 계산, 문자열의 복사, 문자열을 합치는 함수 등이 있다.
이들 함수를 C++에서 사용하기 위해서 헤더 파일을 포함하여야 한다. (참고사이트: programiz 페이지)

  • size_t strlen(const char * s);: 문자열 s에서 NULLL 문자를 제외한 길이를 반환
  • char* strcpy(char* s1, const char* s2);: 문자열 s2를 문자열 배열 s1에 복사한 후 s1을 반환
  • char* strncpy(char* s1, const char* s2);: 문자열 s2를 문자열 배열 s1에 문자 n 개를 복사한 후 s1을 반환
  • char* strcat(char* s1, const char* s2);: 문자열 s2를 문자열 s1 끝에 붙이고 s1을 반환
  • int strcmp(const char* s1, const char* s2);: 문자열 s1과 문자열 s2를 비교하여 s1<s2 이면 음수, s1==s2 이면 0
  • int strncmp(const char* s1, const char* s2);: 문자열 s1과 문자열 s2의 n개의 문자를 비교하여 s1<s2 이면 음수, s1==s2 이면 0, s1>s2 이면 양수 반환
  • char* strtok(char *s, const char *delimiter): 문자열 s에서 기준 구분자들을 이용하여 문자열을 나눈 문자열들을 반환
#include <iostream>
#include <cstring>  // 문자열 함수와 string 클래스를 위해 사용

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
	
	char str1[20] = "Hello";
	char str2[20] = " World!";
	char str3[20];
	
	// 문자열 길이 구하기 
	cout << "length of str1: " << strlen(str1) << endl;

	// 문자열 복사하기
	cout << "str3: " << strcpy(str3, str1) << endl;

	// 문자열 비교 
	cout << "compare st1 and str3: " << strcmp(str1, str3) << endl;

	// 문자열 붙이기 
	cout << "str1: " << strcat(str1, str2) << endl;
	cout << "length of str1(after concat): " << strlen(str1) << endl;

	// 문자열 비교 
	cout << "compare st1 and str3(after concat): " << strcmp(str1, str3) << endl;
	cout << "compare str3 and str1(afer concat): " << strcmp(str3, str1) << endl;
	
	// 문자열 분리 
	char *str = strtok(str1, " ");
	
	while (str != NULL) {
		cout << str << endl;
		str = strtok(NULL, " ");  //이전 strtok 함수에서 처리했던 문자열 다음 문자부터 처리 
	}

	return 0;
}

실행 결과는 다음과 같다.

length of str1: 5
str3: Hello
compare st1 and str3: 0
str1: Hello World!
length of str1(after concat): 12
compare st1 and str3(after concat): 32
compare str3 and str1(afer concat): -32
Hello
World!

C++의 문자열 처리를 위한 std::string 클래스

객체지향 프래그래밍 언어인 C++에서는 문자열을 저장하고 처리기능(멤버 함수)을 가진 std::string 클래스를 정의하고 있다. 문자열을 처리할 경우 string 클래스의 객체를 생성하고 멤버 함수를 사용하면 앞에서 살펴보았던 기능을 이용할 수 있다.