[C/C++] 07 - 2 표준 라이브러리 함수의 사용

-목차- 

1. C Standard Library

2. reference page 살펴보기

3. Type Casting/Conversion Operator

4. 문자 입출력 함수 getchr(), putchar()

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1. C Standard Library ( C언어에서 기본적으로 사용할 수 있는 서비스 함수의 집합 )

※ Dev-cpp의 MinGW64 폴더 안에..

- include 폴더에는 표준 라이브러리 함수 헤더(프로토타입/선언)파일이 있음

- 해당 library 서비스 함수의 definition은 미리 compile되어 object 파일로 lib 폴더 내에 저장됨

 

- Library 속 함수들의 설명서인 reference를 이용하는 습관은 프로그래밍 역량 배양에 중요함 

- reference 즐찾하고 상시 활용하자!! (https://en.cppreference.com/w/)

 

ex) math.h

# include <stdio.h>
# include <math.h>

int main(void){
	double x = 3.0;
	double y, z;
	
	y = log(x);
	x = exp(x);
	
	printf("log(x)=%f, exp(x)=%f\n",y,z);
	
	return 0;
}

- 모든 함수는 그 사용 이전에 prototype 또는 definition이 필요하기에 #include <math.h>를 통해 math.h의 exp(), log() 함수의 정의를 불러오자.

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2. reference page 살펴보기

ex) rand 함수의 reference

① 함수가 어떤 헤더파일에 선언되어있는지 나타냄

② 함수 작성 형식

③ 함수에 대한 개괄적 설명

④ 함수 인자 정보

⑤ 함수의 반환값 정보

⑥ 함수 부가정보

⑦ 예제코드

⑧ 표준 문서 및 참고 문헌

⑨ 함수와 관련된 다른 함수나 MACRO

 

+) rand( ), srand( ) 함수들로 [0,1] 사이의 실수값을 무작위로 출력해보자

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void) {
  	int i;
	float ranval;
  	double uranval;
  	
  	srand(time(0)); // 현재 시간을 기준으로 하기에 무작위값을 매번 다르게 구함
  	for (i=0;i<10;i+=1){
  		ranval = rand();	// 0~RAND_MAX까지의 무작위값 
		uranval = ranval/RAND_MAX;	// 0~1까지의 무작위값
		printf("Uniform random value on [0,1] : %f\n",uranval);	
	}
  	
	return 0;
}

 

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3. Type Casting/Conversion Operator 

※ 변수값의 Type을 변경시키는 것 

1. 묵시적 타입 변경 (컴파일러가 함)

- 묵시적 확대 대입

#include <stdio.h>

int main(void){
	int n = 2;
    double r = 3.14;
    r = n; // 묵시적 확대 대입
    
    return 0;
}

- 묵시적 축소 대입

#include <stdio.h>

int main(void){
	int n = 2;
    double r = 3.14;
    
    n = r; 
    
    return 0; // 묵시적 축소 대입, 정보의 손실 발생 가능
}

 

2.  명시적 타입 변경 (type casting operator) 

#include <stdio.h>

int main(void){
	int a = 2, b = 4;
    double r;
    
    r = (double)a/b;  // 명시적 타입 변경
    
    return 0;
}

- 참고로 명시적 타입 변경은 우선선위가 제일 높음

 

 

ex) 주사위 던지기 모의 실험

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>
#define N_DICE 10

double urand(void){
	return (double)rand()/(RAND_MAX+1); // 명시적 확대 대입 
    					// RAND_AMX + 1을 안나눠주면 주사위값으로 7이 나올 수 있음
}


int main(void) {
  	int i,diceval;
  	srand(time(0));
  	
  	for (i=0;i<10;i+=1){
		diceval = (int)(urand()*6)+1;
		printf("%dth Dice Value : %d\n",i,diceval);	
	}
  	
	return 0;
}

- urand라는 함수를 통해 반환값을 0~1로 잡는다.

- diceval 변수를 통해 주사위값이 1~6 사이의 숫자가 나타나도록 한다.

 

 

ex) 주사위 1개를 던졌을 때 나오는 수의 확률이 정말 1/6인가..??

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>

#define N_DICE 1000000

double urand(void){
	return (double)rand()/(RAND_MAX+1);
}


int main(void) {
  	int i,diceval;
  	int N[6] = {0,0,0,0,0,0};
  	double P[6];
  	
  	srand(time(0));
  	
  	for (i=0;i < N_DICE;i+=1){
		diceval = (int)(urand()*6)+1;
		N[diceval-1] += 1;	
	}
	
	for (i=0;i<6;i+=1){ // 1/6 = 0.1666......에 근사하는가  
		P[i] = (float)N[i]/N_DICE;
		printf("Pr(Dice=%d) == %f\n",(i+1),P[i]);
	}
  	
	return 0;
}

- 위의 코드를 통해 알아보자.

 

 

ex) Monte-Carlo Simulation을 통해 파이값을 구해 보자

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <math.h>

#define N_MAX 1000000


int main(void) {
	double monte_pi, x, y;
	int num_in = 0, num_out = 0;
	int n, i;
	
	srand(time(0));
	
	scanf("%d",&n);
	
	for (i=0; i < n; i+=1){
		x = (double)rand()/RAND_MAX;
		y = (double)rand()/RAND_MAX;
		if ((x*x + y*y) <= 1){
			num_in += 1;
		} else {
			num_out += 1;
		}
	}
	
	monte_pi = (double)num_in/n*4;	// (원의 넓이 : 파이/4) = (찍힌 점 : num_in / n)
	
	printf("Monte-Carlo PI = %.20f, (Number of Sample : %d)\n",monte_pi,n);
	
	return 0;
}

 

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4. 문자 입출력 함수 getchar( ), putchar( ) 

○ getchar( ), putchar( ) : 문자 입출력 

※ int getchar(void) 

- param : 없음

- description : 사용자로부터 문자를 표준입력(standard input)으로 받는 함수 

- return : 성공시 읽어드린 문자 한 개를 아스키코드값으로 변환하여 반환하고 실패시 EOF 

 

※ int putchar(int ch)

- param : 문자의 아스키코드값(정수형태로)

- description : 매개변수로 들어온 문자 ch를 표준출력(standard output)으로 출력해주는 함수 

- return : 성공시 ch값을 문자로 출력, 실패시 EOF 반환 및 오류 표시자 설정 

 

#include <stdio.h>


int main(void) {
    int ch;
	  
	while( (ch=getchar()) != EOF){
	 	putchar(ch);
	}
	 
	return 0;
}

- EOF(ctrl + z)가 입력되기 전까지 계속 코드가 진행된다.

 

 

 

+) printf( )의 이해 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

int main(void) {
  	int i, ranval;
	  
	printf("+-----------------------------+\n");
	printf("|123456|123456|123456|12345678|\n");
	printf("+-----------------------------+\n");
	
	srand(time(0));
	
	for (i=0; i<10; i+=1){
		ranval = rand();
		printf("|%-6d",ranval);
		printf("|0x%04x",ranval);
		printf("|0o%06o\n|\n",ranval);
	}
	
	printf("+-----------------------------+\n");
	 
	return 0;
}

- %-6d : 왼쪽부터 6개의 숫자만 출력 

- %04x : 길이가 4, 나머지 부분은 0으로 채우는 16진수 출력 

- %06o : 길이가 6, 나머지 부분은 0으로 채우는 8진수 출력

 

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