[정보처리기사] 4과목 프로그래밍 언어 활용 : 2장. 프로그래밍 언어 활용

1. 데이터 타입
2. 변수 ***
3. 연산자 ***
4. 제어문 ***
5. 반복문 ***
6. 배열과 문자열 ***
7. 포인터 ***
8. 절차적 프로그래밍 언어
9. 객체지향 프로그래밍 언어
10. 스크립트 언어
11. 선언형 언어
12. 라이브러리
13. 데이터 입출력 ***
14. 예외 처리
15. 프로토타입

 

 

 

1. 데이터 타입

 

데이터 타입

- 변수에 저장될 데이터의 형식을 나타내는 것으로, 변수에 값을 저장하기 전에 문자형, 정수형, 실수형 등 어떤 형식의 값을 저장할지 데이터 타입을 지정하여 변수를 선언해야 함

- 정수 타입, 부동 소수점 타입, 문자 타입, 문자열 타입, 불린 타입, 배열 타입

​

C/C++의 데이터 타입 크기 및 기억 범위

1) 문자

- char: 1Byte

2) 부호없는 문자형

- unsigned char: 1Byte

3) 정수

- short: 2Byte

- int: 4Byte

- long: 4Byte

- long long: 8Byte

4) 부호없는 정수형

- unsigned short: 2Byte

- unsigned int: 4Byte

- unsigned long: 4Byte

5) 실수

- float: 4Byte

- double: 8Byte

- long double: 8Byte

​

JAVA의 데이터 타입 크기 및 기억 범위

1) 문자

- char: 2Byte

2) 정수

- byte: 1Byte

- short: 2Byte

- int: 4Byte

- long: 8Byte

3) 실수

- float: 4Byte

- double: 8Byte

4) 논리

- boolean: 1Byte

 

 

 

2. 변수 ***

 

변수의 개요

- 컴퓨터가 명령을 처리하는 도중 발생하는 값을 저장하기 위한 공간, 변할 수 있는 값

​

변수명 작성 규칙

- 영문자, 숫자, _를 사용할 수 있음

- 첫 글자는 영문자나 _로 시작해야 함

- 글자수에 제한이 없음

- 공백이나 특수문자를 사용할 수 없음

- 대소문자를 구분함

- 예약어를 변수명으로 사용할 수 없음

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기억 클래스

- 변수 선언 시 메모리 내에 변수의 값을 저장하기 위한 기억영역이 할당되는데, 할당되는 기억영역에 따라 사용 범위에 제한 존재, 이러한 기억영역을 결정하는 작업

1) 자동 변수: 함수나 코드의 범위를 한정하는 블록 내에 선언되는 변수, auto

2) 외부 변수: 현재 파일이나 다른 파일에서 선언된 변수나 함수를 참조하기 위한 변수, extern

3) 정적 변수: 함수나 블록 내에서 선언하는 내부 정적 변수와 함수 외부에서 선언하는 외부 정적 변수가 있음, static

4) 레지스터 변수: 메모리가 아닌 CPU 내부의 레지스터에 기억영역을 할당받는 변수, register

​

변수의 선언

- 자료형 변수명 = 값;

 

 

 

3. 연산자 ***

 

산술 연산자

- +, -, *, /, %, ++, --

​

관계 연산자

- ==, !=, >, >=, <, <=

​

비트 연산자

- &, ^, |, ~, <<, >>

​

논리 연산자

- !, &&, ||

​

대입 연산자

- +=, -=, *=, /=, %=, <<=, >>=

​

조건 연산자

- 조건 ? 수식1 : 수식2;

: 조건의 수식이 참이면 수식1을, 거짓이면 수식2를 실행함

​

기타 연산자

- sizeof: 자료형의 크기를 표시함

- ,: 콤마로 구분하여 한 줄에 두 개 이상의 수식을 작성하거나 변수를 정의하며 왼쪽에서 오른쪽으로 순서대로 수행되어 순서 연산자라고도 함

- (자료형): 사용자가 자료형을 다른 자료형으로 변환할 때 사용하는 것으로 cast 연산자라고도 함

​

연산자 우선순위

1) 단항 연산자: !, ~, ++, --, sizeof

2) 산술 연산자: *, /, %

3) 시프트 연산자: <<, >>

4) 관계 연산자 (1) <, <=, >, >= (2) ==, !=

5) 비트 연산자 (1) & (2) ^ (3) |

6) 논리 연산자 (1) && (2) ||

7) 조건 연산자: ? :

8) 대입 연산자: +=, -=, *=, /=, %=, <<=, >>=

9) 순서 연산자: ,

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* 단항 연산자, 대입 연산자의 결합 규칙: <-

 

 

 

4. 제어문 ***

 

제어문의 개념

- 프로그램의 순서를 변경할 때 사용하는 명령문

​

1) 단순 if문

- 조건에 따라서 실행할 문장을 달리하는 제어문, 조건이 한 개일 때 사용하는 제어문

if(조건) 실행할 문장; if(조건) 실행할 문장; else(조건) 실행할 문장;

2) 다중 if문

- 조건이 여러 개 일때 사용하는 제어문

if(조건1) 실행할 문장; else if(조건2) 실행할 문장; else if(조건3) 실행할 문장; ... else 실행할 문장;

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3) switch문

- 조건에 따라 분기할 곳이 여러 곳인 경우 간단하게 처리할 수 있는 제어문

switch(수식) { case 레이블1: 실행할 문장; break; case 레이블2: 실행할 문장; break; ... default: 실행할 문장; }

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4) goto문

- 프로그램 실행 중 현재 위치에서 원하는 다른 문장으로 건너뛰어 수행을 계속하기 위해 사용하는 제어문

- 원하는 문장으로 쉽게 이동할 수 있지만 많이 사용하면 프로그램의 이해와 유지 보수가 어려워져 거의 사용하지 않음

goto 레이블; 레이블: 실행할 문장

 

 

 

 

5. 반복문 ***

 

반복문의 개요

- 제어문의 한 종류로 일정한 횟수를 반복하는 명령문

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1) for문

- 초기값, 최종값, 증가값을 지정하는 수식을 이용해 정해진 횟수를 반복하는 제어문

for(식1; 식2; 식3) 실행할 문장;

2) while문

- 조건이 참인 동안 실행할 문장을 반복 수행하는 제어문

while(조건) 실행할 문장;

3) do~while문

- 조건이 참인 동안 정해진 문장을 반복 수행하다가 조건이 거짓이면 반복문을 벗어나며, 실행할 문장을 무조건 한 번 실행한 다음 조건을 판단함

do 실행할 문장; while(조건);

break, continue문

- switch문이나 반복문의 실행을 제어하기 위해 사용되는 예약어

- break: switch문이나 반복문 안에서 break가 나오면 블록을 벗어남

- continue: continue 이후의 문장을 실행하지 않고 제어를 반복문의 처음으로 옮김

 

 

 

6. 배열과 문자열 ***

 

배열의 개념

- 동일한 데이터 유형을 여러 개 사용해야 할 경우 이를 손쉽게 처리하기 위해 여러 개의 변수들을 조합해서 하나의 이름으로 정의해 사용하는 것

- 하나의 이름으로 여러 기억장소를 가리키기 때문에 배열에서 개별적인 요소들의 위치는 첨자를 이용하여 지정함

- C언어에서 배열 위치를 나타내는 첨자 없이 배열 이름을 사용하면 배열의 첫 번째 요소의 주소를 지정하는 것과 같음

​

1차원 배열

- 변수들을 일직선상의 개념으로 조합한 배열

- 자료형 변수명[개수];

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2차원 배열

- 변수들을 평면, 즉 행과 열로 조합한 배열

- 자료형 변수명[행개수][열개수];

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배열의 초기화

- 배열 선언 시 초기값을 지정할 수 있음

- 배열을 선언할 때 배열의 크기를 생략하는 경우에는 반드시 초기값을 지정해야 초기값을 지정한 개수만큼의 배열이 선언됨

​

배열 형태의 문자열 변수

- C언어에서는 큰따옴표로 묶인 글자는 글자 수에 관계 없이 문자열로 처리됨

- C언어에는 문자열을 저장하는 자료형이 없기 때문에 배열 또는 포인터를 이용하여 처리함

- char 배열이름[크기] = "문자열";

- 배열에 문자열을 저장하면 문자열의 끝을 알리기 위한 널 문자'\0'가 문자열 끝에 자동으로 삽입됨

- 문자열을 저장할 때는 배열 선언 시 초기값으로 지정해야 하며, 이미 선언된 배열에는 문자열을 저장할 수 없음

 

 

 

7. 포인터 ***

 

포인터와 포인터 변수

- 포인터는 변수의 주소를 말하며, C언어에서는 주소를 제어할 수 있는 기능을 제공함

- C언어에서 변수의 주소를 저장할 때 사용하는 변수를 포인터 변수라고 함

- 포인터 변수를 선언할 때는 자료의 형을 먼저 쓰고 변수명 앞에 간접 연산자 *를 붙임 (int *a;)

- 포인터 변수에 주소를 저장하기 위해 변수의 주소를 알아낼 때는 변수 앞에 번지 연산자 &를 붙임 (a = &b;)

- 실행문에서 포인터 변수에 간접 연산자 *를 붙이면 해당 포인터 변수가 가리키는 곳의 값을 말함

- 필요에 의해 동적으로 할당되는 메모리 영역인 힙 영역에 접근하는 동적 변수

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포인터와 배열

- 배열을 포인터 변수에 저장한 후 포인터를 이용해 배열의 요소에 접근할 수 있음

- 배열 위치를 나타내는 첨자를 생략하고 배열의 대표명만 지정하면 배열의 첫 번째 요소의 주소를 지정하는 것과 같음

- 배열 요소에 대한 주소를 지정할 때는 일반 변수와 동일하게 & 연산자를 사용함

 

 

 

8. 절차적 프로그래밍 언어

 

절차적 프로그래밍 언어의 개요

- 일련의 처리 절차를 정해진 문법에 따라 순서대로 기술해나가는 언어

- 데이터를 중심으로 프로시저를 구현하며, 프로그램 전체가 유기적으로 연결되어 있음

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절차적 프로그래밍 언어의 장단점

- 컴퓨터의 처리 구조와 유사하여 실행 속도가 빠름

- 같은 코드를 복사하지 않고 다른 위치에서 호출할 수 있음

- 모듈 구성이 용이하며, 구조적인 프로그래밍이 가능함

- 프로그램을 분석하기 어려움

- 유지 보수나 코드의 수정이 어려움

​

절차적 프로그래밍 언어의 종류

- C, ALGOL, COBOL, FORTRAN

 

 

 

9. 객체지향 프로그래밍 언어

 

객체지향 프로그래밍 언어의 개요

- 현실 세계의 개체를 기계의 부품처럼 하나의 객체로 만들어, 기계적인 부품들을 조립하여 제품을 만들 듯이 소프트웨어를 개발할 때도 객체들을 조립해서 프로그램을 작성할 수 있도록 한 프로그래밍 기법

- 프로시저보다는 명령과 데이터로 구성된 객체를 중심으로 하는 프로그래밍 기법으로, 한 프로그램을 다른 프로그램에서 이용할 수 있도록 함

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객체지향 프로그래밍 언어의 장단점

- 상속을 통한 재사용과 시스템의 확장이 용이함

- 코드의 재활용성이 높음

- 자연적인 모델링에 의해 분석과 설계를 쉽고 효율적으로 할 수 있음

- 사용자와 개발자 사이의 이해를 쉽게 해줌

- 대형 프로그램의 작성이 용이

- 소프트웨어 개발 및 유지보수가 용이함

- 프로그래밍 구현을 지원해 주는 정형화된 분석 및 설계 방법이 없음

- 구현 시 처리 시간이 지연됨

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객체지향 프로그래밍 언어의 종류

- JAVA, C++, Smalltalk

​

객체지향 프로그래밍 언어의 구성 요소

- 객체, 클래스, 메시지

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객체지향 프로그래밍 언어의 특징

- 캡슐화, 정보 은닉, 추상화, 상속성, 다형성

 

 

10. 스크립트 언어

 

스크립트 언어의 개요

- HTML 문서 안에 직접 프로그래밍 언어를 삽입하여 사용하는 것으로, 기계어로 컴파일 되지 않고 별도의 번역기가 소스를 분석하여 동작하게 하는 언어

- 게시판 입력, 상품 검색, 회원 가입 등과 같은 데이터베이스 처리 작업을 수행하기 위해 주로 사용함

- 클라이언트의 웹 브라우저에서 해석되어 실행되는 클라이언트용 스크립트 언어와 서버에서 해석되어 실행된 후 결과만 클라이언트로 보내는 서버용 스크립트 언어가 있음

1) 서버용 스크립트 언어: ASP, JSP, PHP, 파이썬

2) 클라이언트용 스크립트 언어: 자바 스크립트

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스크립트 언어의 장단점

- 컴파일 없이 바로 실행하므로 결과를 바로 확인할 수 있음

- 배우고 코딩하기 쉬움

- 개발 시간이 짧음

- 소스 코드를 쉽고 빠르게 수정할 수 있음

- 코드를 읽고 해석해야 하므로 실행 속도가 느림

- 런타임 오류가 많이 발생함

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스크립트 언어의 종류

- 자바 스크립트, ASP, JSP, PHP, 파이썬

 

 

 

11. 선언형 언어

 

선언형 언어의 개요

- 명령형 언어와 반대되는 개념의 언어로, 명령형 언어가 문제를 해결하기 위한 방법을 기술한다면 선언형 언어는 프로그램이 수행해야 할 문제를 기술하는 언어

- 목표를 명시하고 알고리즘은 명시하지 않음

 

1) 함수형 언어: 수학적 함수를 조합하여 문제를 해결하는 언어로, 알려진 값을 함수에 적용하는 것을 기반으로 함, LISP

2) 논리형 언어: 기호 논리학에 기반을 둔 언어로, 논리 문장을 이용하여 프로그램을 표현하고 계산을 수행함, PROLOG

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선언형 언어의 장단점

- 가독성이나 재사용성이 좋음

- 작동 순서를 구체적으로 작성하지 않기 때문에 오류가 적음

- 프로그램 동작을 변경하지 않고도 관련 값을 대체할 수 있음

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선언형 프로그래밍 언어의 종류

- HTML, LISP, PROLOG, XML, Haskell

 

 

 

12. 라이브러리

 

라이브러리의 개념

- 프로그램을 효율적으로 개발할 수 있도록 자주 사용하는 함수나 데이터들을 미리 만들어 모아 놓은 집합체

- 자주 사용하는 함수들의 반복적인 코드 작성을 피하기 위해 미리 만들어 놓은 것으로, 필요할 때는 언제든지 호출하여 사용할 수 있음

 

1) 표준 라이브러리: 프로그래밍 언어에 기본적으로 포함되어 있는 라이브러리로, 여러 종류의 모듈이나 패키지 형태

2) 외부 라이브러리: 개발자들이 필요한 기능들을 만들어 인터넷 등에 공유해 놓은 것으로, 외부 라이브러리를 다운받아 설치한 후 사용함

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C언어의 대표적인 표준 라이브러리

(1) stdio.h

(2) math.h

(3) string.h

(4) stdlib.h

(5) time.h

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JAVA언어의 대표적인 표준 라이브러리

(1) java.lang

(2) java.util

(3) java.io

(4) java.net

(5) java.awt

 

 

 

13. 데이터 입출력 ***

 

C언어의 표준 입출력 함수의 개요

- 표준 입출력 함수란 키보드로 입력받아 화면으로 출력할 때 사용하는 함수로, scanf(), getchar(), gets(), printf(), putchar(), puts() 등이 있음

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scanf() 함수

- C언어의 표준 입력 함수로 키보드로 입력받아 변수에 저장하는 함수

- scanf(서식 문자열, 변수의 주소)

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서식 문자열

- %d: 정수형 10진수

- %u: 부호없는 정수형 10진수

- %o: 정수형 8진수

- %x: 정수형 16진수

- %c: 문자

- %s: 문자열

- %f: 소수점을 포함하는 실수

- %e: 지수형 실수

- %ld: long형 10진수

- %lo: long형 8진수

- %lx: long형 16진수

- %p: 16진수 주소

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printf() 함수

- C언어의 표준 출력 함수로, 인수로 주어진 값을 화면에 출력하는 함수

- printf(서식 문자열, 변수)

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주요 제어 문자

- \n: 커서를 다음줄 앞으로 이동

- \b: 커서를 왼쪽으로 한 칸 이동

- \t: 커서를 일정 간격 띄움

- \r: 커서를 현재 줄의 처음으로 이동

- \0: 널 문자를 출력

- \': 작은 따옴표를 출력

- \": 큰 따옴표를 출력

- \a: 스피커로 벨 소리를 출력

- \\: 역슬래시를 출력

- \f: 한 페이지를 넘김

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기타 표준 입출력 함수

- getchar(): 키보드로 한 문자를 입력받아 변수에 저장하는 함수

- gets(): 키보드로 문자열을 입력받아 변수에 저장하는 함수로, 엔터를 누르기 전까지를 하나의 문자열로 인식하여 저장함

- putchar(): 인수로 주어진 한 문자를 화면에 출력하는 함수

- puts(): 인수로 주어진 문자열을 화면에 출력한 후 커서를 자동으로 다음 줄 앞으로 이동하는 함수

 

 

 

14. 예외 처리

 

예외 처리의 개요

- 프로그램의 정상적인 실행을 방해하는 조건이나 상태를 예외라고 하며, 이러한 예외가 발생했을 때 프로그래머가 해당 문제에 대비해 작성해 놓은 처리 루틴을 수행하도록 하는 것

- 일반적인 처리 루틴은 프로그램을 종료시키거나 로그를 남기는 것

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JAVA의 예외 처리

- JAVA는 예외를 객체로 취급하며, 예외와 관련된 클래스를 java.lang 패키지에서 제공함

- try~catch문을 이용해 예외를 처리함

try { 예외가 발생할 가능성이 있는 코드; } catch(예외객체1 매개변수) { 예외객체1에 해당하는 예외 발생 시 처리 코드; } catch(예외객체2 매개변수) { 예외객체2에 해당하는 예외 발생 시 처리 코드; } catch(Exception 매개변수) { 예외객체1~n에 해당하지 않는 예외 발생 시 처리 코드; } finally { 예외의 발생 여부와 관계없이 무조건 처리되는 코드; }

 

JAVA의 주요 예외 객체

1) ClassNotFoundException

2) NoSuchMethodException

3) FileNotFoundException

4) InterruptedIOException

5) ArithmeticException

6) IllegalArgumentException

7) NumberFormatException

8) ArrayIndexOutOfBoundsException

9) NegativeArraySizeException

10) NullPointerException

 

 

 

15. 프로토타입

 

프로토타입의 개념

- 함수 원형이라는 의미로, 컴파일러에게 사용될 함수에 대한 정보를 미리 알리는 것

- 함수가 호출되기 전에 함수가 미리 정의되는 경우에는 프로토타입을 정의하지 않아도 됨

- 프로토타입은 본문이 없다는 점을 제외하고 함수 정의와 형태가 동일함

- 프로토타입에 정의된 반환 형식은 함수 정의에 지정된 반환 형식과 반드시 일치해야 함

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C언어에서의 프로토타입 선언

- int func(int i, int j);