4. 입·출력 함수와 연산자(2)

왜 이 강이 필요한가?

3강에서는 자료를 화면에 출력하고 키보드로 입력하는 법을 배웠습니다. 이제 그 자료를 가지고 계산·비교·판단하는 도구인 연산자(operator) 를 배웁니다.

이 강은 교재 제3장(입출력함수와 연산자) 의 77~94쪽 범위이며, LMS 강의내용 순서를 따라 다음과 같이 구성합니다.

연산자의 종류 — 한눈에 훑기
산술 연산자 — + - * / %, 증감 연산자 ++ --
관계 연산자 — == != < > <= >=
논리 연산자 — && || !
대입 연산자 — = += -= …
조건 연산자 — ?:
비트 연산자 — & | ^ ~ << >>

교재 77~94쪽에는 이 뒤에 기타 연산자(sizeof·형변환) 와 연산자 우선순위도 함께 나오므로, 예제를 빠짐없이 다루기 위해 8·9절로 이어서 담았습니다.

본문의 C 예제는 코드 아래에 실행 칸이 붙습니다. 다만 인라인 실행 칸에는 입력 상자가 없어서, scanf가 필요한 예제는 sscanf(고정 문자열 파싱)로 결과를 보여 줍니다. 실제 키보드 입력 실습은 맨 아래 종합 실습(입력 상자 있음)에서 하세요.

1. 연산자의 종류

C 언어의 특징 중 하나는 연산자가 풍부하다는 점입니다. 크게 다음과 같이 나뉩니다.

구분	연산자
산술 연산자	`+` `-` `*` `/` `%` `++` `--`
관계 연산자	`>` `<` `>=` `<=` `==` `!=`
논리 연산자	`&&` `\|\|` `!`
대입 연산자	`=` `+=` `-=` `*=` `/=` `%=` `&=` `\|=` `^=` `<<=` `>>=`
조건 연산자	`?:`
비트 연산자	`&` `\|` `^` `~` `<<` `>>`
기타 연산자	`sizeof()` `cast(형변환)` `&`(주소) `*`(내용)

&, * 연산자는 포인터 연산자이기도 합니다. 자세한 내용은 9강에서 다룹니다.

2. 산술 연산자

산술 연산자는 피연산자에 대해 사칙연산을 포함한 각종 산술연산을 수행하며, 이항 연산자와 단항 연산자로 나뉩니다.

2.1 이항 연산자

연산자	기능	사용 예
`+` `-` `*` `/`	가/감/승/제를 계산	`i + 5`
`%`	나눗셈의 나머지 계산	`i % 5`

+ - * /는 덧셈·뺄셈·곱셈·나눗셈을 수행합니다. %는 나머지 연산자(modulo operator)로 정수형 자료에만 쓸 수 있고 실수형에는 쓸 수 없습니다. 그리고 /는 정수끼리 나누면 정수 나눗셈입니다 (10 / 3 == 3).

교재 예제3-9 — 이항 연산자:

이 예제 실행

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int x = 10, y = 3;

    printf("x + y = %d\n", x + y);
    printf("x / y = %d\n", x / y);
    printf("x %% y = %d\n", x % y);   /* %문자를 출력하려면 %문자를 2개 연속 */
    printf("y %% x = %d\n", y % x);
    return 0;
}

실행 결과가 여기에 표시됩니다.

2.2 단항 연산자 — 증감 연산자

연산자	기능	사용 예
`-`	부호의 반전	`-5`
`++`	1 증가	`i++`, `++i`
`--`	1 감소	`i--`, `--i`

단항 연산자는 자료 1개만을 대상으로 합니다. ++, --는 증감 연산자로, 사용 위치(앞/뒤)에 따라 기능이 달라집니다.

i++ (후치연산) — i의 값을 먼저 사용한 뒤 1 증가시킨다.
++i (전치연산) — i의 값을 먼저 1 증가시킨 뒤 사용한다.

i가 5일 때, x = i++;은 x = 5, i = 6이 되고, x = ++i;는 x = 6, i = 6이 됩니다.

교재 예제3-10 — ++, -- 연산자:

이 예제 실행

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a, b, c;
    a = b = c = 0;

    a = ++b + ++c;      /* b, c를 먼저 1씩 증가시킨 후 더해 a에 대입 */
    printf("a = ++b + ++c 실행 후 a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);

    a = b++ + c++;       /* b, c의 현재 값을 먼저 더해 a에 대입한 후 b, c를 1씩 증가 */
    printf("a = b++ + c++ 실행 후 a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);

    a = b-- + --c;        /* b는 현재 값을 먼저 쓰고 감소, c는 먼저 감소한 값을 사용 */
    printf("a = b-- + --c 실행 후 a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);
    return 0;
}

실행 결과가 여기에 표시됩니다.

3. 관계 연산자

연산자	기능	사용 예
`==`	같은가의 여부를 비교	`a == b` : a와 b는 같다
`!=`	다른가의 여부를 비교	`a != b` : a와 b는 같지 않다
`>` `>=` `<` `<=`	대소 관계를 비교	`a >= b` : a는 b보다 크거나 같다

관계 연산자(relational operator)는 피연산자의 대소 관계를 비교하며, 결과는 참·거짓입니다. 그래서 조건 검정에 주로 쓰입니다.

생각해 보기: 참과 거짓은 C에서 어떻게 처리될까? 관계 연산자를 사용한 수식은 참이면 1을, 거짓이면 0을 돌려줍니다. 예를 들어 a = 1 == 10;에서 1 == 10은 거짓이므로 a에는 0이 저장됩니다.

교재 예제3-11 — 관계 연산자:

이 예제 실행

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a = 4, b, c, d;

    b = a > 2;    /* a가 2보다 큰가? 참이므로 b에 1 대입 */
    printf("b = %d\n", b);
    c = a < 2;    /* a가 2보다 작은가? 거짓이므로 c에 0 대입 */
    printf("c = %d\n", c);
    d = a == 4;   /* a가 4인가? 참이므로 d에 1 대입 */
    printf("d = %d\n", d);
    return 0;
}

실행 결과가 여기에 표시됩니다.

4. 논리 연산자

연산자	기능	사용 예
`&&`	논리곱(AND) — 양쪽 모두 참일 때만 참	`a && b`
`\|\|`	논리합(OR) — 양쪽 중 하나라도 참이면 참	`a \|\| b`
`!`	논리부정(NOT) — 참이면 거짓, 거짓이면 참	`!a`

논리 연산자(logical operator)는 피연산자에 대해 AND·OR·NOT 연산을 수행하며, 결과는 참·거짓입니다. 논리연산에서 값이 0이면 거짓, 0이 아니면 참입니다.

교재 예제 — 논리 연산자:

이 예제 실행

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a = 4, b = 7, c, d, e;

    c = a > 2 && b <= 7;   /* 양쪽 모두 참이므로 참(논리곱) */
    printf("c = %d\n", c);
    d = a < 2 || b <= 7;   /* b가 참(a는 거짓)이므로 참(논리합) */
    printf("d = %d\n", d);
    e = !a;                 /* a가 참(0이 아님)이므로 거짓(논리부정) */
    printf("e = %d\n", e);
    return 0;
}

실행 결과가 여기에 표시됩니다.

5. 대입 연산자

연산자	기능	사용 예
`=`	`a`에 값을 대입	`a = 5`
`+=`	`a = a + 5`	`a += 5`
`-=`	`a = a - 5`	`a -= 5`
`*=`	`a = a * 5`	`a *= 5`
`/=`	`a = a / 5`	`a /= 5`
`%=`	`a = a % 5`	`a %= 5`
`&=` `\|=` `^=`	비트 AND/OR/XOR 후 대입	`a &= 5`
`<<=` `>>=`	왼쪽/오른쪽 시프트 후 대입	`a <<= 5`

대입 연산자(assignment operator)는 =을 사용해 오른쪽 값을 왼쪽에 대입합니다. 복합 대입은 수식을 압축해 짧고 빠르게 씁니다.

교재 예제3-13 — 대입 연산자:

이 예제 실행

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a = 10, b = 3, c = 1;

    a *= (b - 1);   /* a = a * (b - 1) */
    b /= 2 + 3;      /* b = b / (2 + 3), 정수 나눗셈이므로 결과는 0 */
    c += 2;          /* c = c + 2 */
    printf("a = %d, b = %d, c = %d\n", a, b, c);
    return 0;
}

실행 결과가 여기에 표시됩니다.

6. 조건 연산자

형식: (조건) ? 수식1 : 수식2
사용 예: x = (5 > 2) ? 1 : 0;
기능: 조건이 참이면 수식1을, 거짓이면 수식2를 수행합니다.

조건 연산자(conditional operator)는 피연산자 3개를 취하는 유일한 3항 연산자로, ?와 :의 조합으로 씁니다.

교재 예제3-14 — 조건 연산자:

이 예제 실행

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a = 10, b;

    b = (a > 15) ? (a + 1) : (a - 1);  /* 조건이 거짓이므로 a - 1 수행 */
    printf("b = %d\n", b);
    return 0;
}

실행 결과가 여기에 표시됩니다.

7. 비트 연산자

연산자	기능	사용 예
`&`	bit AND — 대응 비트가 모두 1일 때만 1	`a & b`
`\|`	bit OR — 대응 비트 중 하나라도 1이면 1	`a \| b`
`^`	bit XOR — 대응 비트가 서로 다를 때만 1	`a ^ b`
`~`	bit NOT — 1은 0으로, 0은 1로	`~a`
`<<`	왼쪽으로 n bit 이동	`a << 2`
`>>`	오른쪽으로 n bit 이동	`a >> 2`

비트 연산자(bitwise operator)는 수치를 2진수로 바꿔 bit 단위로 연산하며, 정수형 자료에서만 쓸 수 있습니다. 연산해도 원래 변수 x, y의 값은 바뀌지 않습니다.

예를 들어 x = 12 (2진수 1100), y = 10 (2진수 1010)이면:

이 예제 실행

#include <stdio.h>

int main(void) {
    unsigned char x = 12;   /* 0000 1100 */
    unsigned char y = 10;   /* 0000 1010 */

    printf("x & y  = %d\n", x & y);              /* 1100 & 1010 = 1000 */
    printf("x | y  = %d\n", x | y);              /* 1100 | 1010 = 1110 */
    printf("x ^ y  = %d\n", x ^ y);              /* 1100 ^ 1010 = 0110 */
    printf("~x     = %d\n", (int)(unsigned char)~x); /* unsigned char는 8비트 전부 반전: 0000 1100 -> 1111 0011 = 243 */
    printf("x << 2 = %d\n", x << 2);              /* 1100 -> 11 0000 */
    printf("x >> 2 = %d\n", x >> 2);              /* 1100 -> 0011 */
    return 0;
}

실행 결과가 여기에 표시됩니다.

8. 기타 연산자 — sizeof와 cast(형변환)

연산자	기능
`sizeof()`	지정한 자료형·수식·변수가 차지하는 기억공간의 크기(byte)를 구함
`cast(형변환)`	지정된 자료형을 다른 자료형으로 강제로 바꿈
`&`	주소 연산자 — 피연산자의 주소를 나타냄 (9강 포인터)
`*`	내용 연산자 — 피연산자의 내용을 가져옴 (9강 포인터)

8.1 sizeof 연산자

형식: sizeof(자료) 사용 예: sizeof(int)
기능: 지정한 자료(자료형·상수·변수·수식)의 기억장소 크기를 구합니다. 반환 자료형은 size_t 이므로 printf에서는 %zu로 찍습니다.

교재 예제3-15 — sizeof():

이 예제 실행

#include <stdio.h>

int main(void) {
    float a = 3.14f;

    printf("int형의 크기는 = %zu바이트\n", sizeof(int));
    printf("float형 변수 a의 크기는 = %zu바이트\n", sizeof(a));
    return 0;
}

실행 결과가 여기에 표시됩니다.

8.2 cast 연산자(형변환 연산자)

형식: (형명칭)자료 사용 예: (float)i / j
기능: 이미 지정된 자료형을 강제로 다른 자료형으로 바꿉니다.

형변환에는 자동 형변환(대입·산술연산에서 피연산자 자료형이 다를 때 컴파일러가 자동 처리)과 강제 형변환(cast 연산자로 프로그래머가 명시)이 있습니다.

교재 예제3-16(자동 형변환) · 3-17(강제 형변환):

이 예제 실행

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a = 3, b = 4;
    double c;

    c = a / b;                 /* int끼리 나눗셈 -> 0, 그 값이 double로 자동 변환 */
    printf("나눗셈 결과(자동 형변환) : %f\n", c);

    c = (double)a / b;          /* a를 강제로 double로 바꿔 실수 나눗셈 수행 */
    printf("나눗셈 결과(강제 형변환) : %f\n", c);
    return 0;
}

실행 결과가 여기에 표시됩니다.

c = a / b는 int / int라서 결과가 0이 된 뒤 double로 바뀌므로 0.000000입니다. c = (double)a / b는 a를 먼저 double로 바꾸므로(그러면 산술연산 규칙에 따라 b도 자동으로 double로 바뀜) 3.0 / 4.0 = 0.75가 됩니다.

9. 연산자 우선순위

한 식에 연산자가 여럿이면 우선순위에 따라 계산되고, 순위가 같으면 결합 방향에 따라 계산됩니다.

연산자	결합 방향
`()` `[]` `->` `.` (괄호·구조체·공용체)	좌→우
`!` `~` 단항`+` 단항`-` `++` `--` `&`(주소) `*`(내용) `sizeof()` `(형)`(cast)	우→좌
`*` `/` `%` (승제)	좌→우
`+` `-` (가감)	좌→우
`<<` `>>` (비트 이동)	좌→우
`<` `<=` `>` `>=` (대소 비교)	좌→우
`==` `!=` (등가 판정)	좌→우
`&` (bit AND)	좌→우
`^` (bit XOR)	좌→우
`\|` (bit OR)	좌→우
`&&` (논리 AND)	좌→우
`\|\|` (논리 OR)	좌→우
`?:` (조건 연산자)	우→좌
`=` `+=` `-=` … (대입 연산자)	우→좌

표의 위쪽일수록 우선순위가 높습니다. 단항 연산자·조건 연산자·대입 연산자는 예외적으로 오른쪽에서 왼쪽으로 묶입니다. 헷갈리면 괄호로 명확히 하세요.

교재 예제3-18 — 우선순위에 따른 계산:

이 예제 실행

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int a = 10, b = 20, c = 30;

    printf("a + b * c = %d\n", a + b * c);                  /* a + (b * c) */
    printf("a = b += 2 * c -> a = %d\n", a = b += 2 * c);    /* b += (2*c) 먼저, 그 다음 a = b */
    printf("a = (b > c) ? b : c -> a = %d\n", a = (b > c) ? b : c);
    printf("a / b * c = %d\n", a / b * c);                  /* (a / b) * c, 좌->우 */
    printf("a *= b = c + 5 -> a = %d\n", a *= b = c + 5);   /* a = (a * (b = (c + 5))) */
    return 0;
}

실행 결과가 여기에 표시됩니다.

a + b * c : *가 +보다 우선순위가 높아 b * c부터 계산합니다.
a = b += 2 * c : 대입 연산자는 우→좌 결합이므로 b += 2 * c가 먼저 실행되고, 그 결과가 a에 대입됩니다.
a / b * c : /와 *는 우선순위가 같으므로 좌→우로, (a / b) * c 순서로 계산합니다.
a *= b = c + 5 : a *= (b = (c + 5))의 의미입니다.

10. 종합 예제 — 연산자로 동전 교환하기

교재 예제3-2는 산술 연산자(/, %)만으로 실전 문제를 푸는 예입니다. 입력된 금액을 500·100·50·10원짜리로 나눠 줍니다.

이 예제 실행

#include <stdio.h>

int main(void) {
    const char *line = "18691";   /* 실제로는 scanf로 키보드에서 입력받음 */
    int in_money, coin_500, coin_100, coin_50, coin_10;

    sscanf(line, "%d", &in_money);

    coin_500 = in_money / 500;
    in_money %= 500;
    coin_100 = in_money / 100;
    in_money %= 100;
    coin_50 = in_money / 50;
    in_money %= 50;
    coin_10 = in_money / 10;
    in_money %= 10;

    printf("오백 원짜리 => %d개\n", coin_500);
    printf("백 원짜리   => %d개\n", coin_100);
    printf("오십 원짜리 => %d개\n", coin_50);
    printf("십 원짜리   => %d개\n", coin_10);
    printf("바꾸지 못한 잔돈 => %d원\n", in_money);
    return 0;
}

실행 결과가 여기에 표시됩니다.

/로 몫(동전 개수)을 구하고, %로 나머지(다음 단위로 넘길 금액)를 구하는 과정을 반복합니다. 직접 실행하며 입력값을 바꿔 보려면 맨 아래 종합 실습을 이용하세요(입력 상자 있음).

11. 교재 예제와 이 사이트가 다른 점

교재에서 자주 보임	이 사이트	이유
`void main()`	`int main(void)`	표준 권장 형태 (1~3강과 동일)
`scanf` 앞 `#pragma warning(disable:4996)`	불필요	Visual Studio 전용 경고. GCC/clang은 그대로 컴파일
`sizeof(...)`를 `%d`로 출력	`%zu`로 출력	`sizeof`의 반환 자료형은 `size_t`. `%d`는 형식 불일치 경고 대상
비트 연산자 설명이 그림(비트 칸) 위주	`x = 12`, `y = 10` 숫자 예제로 재구성	그림 대신 실행 가능한 코드로 확인
본문 예제에서 키보드 `scanf`	본문은 `sscanf`로 결과 확인	인라인 실행 칸에 입력 상자가 없음. 실제 입력은 아래 종합 실습

12. 지금 실습할 것

아래 종합 실습은 입력 상자가 있는 실행 칸입니다. 「표준 입력」 칸에 금액(예: 18691)을 넣고 실행하세요. (비워 두면 기본값 18691로 동작합니다.)

그대로 실행해 500·100·50·10원 동전 개수와 잔돈을 확인
입력 금액을 730으로 바꿔 동전 개수가 어떻게 달라지는지 확인
coin_500 = in_money / 500;을 coin_500 = in_money / 1000;으로 바꿔 결과가 왜 틀려지는지 관찰
in_money %= 500;을 지우면 coin_100 계산이 왜 잘못되는지 생각해 보기
위쪽 본문의 비트 연산자 예제에서 x, y 값을 바꿔 &, |, ^, <<, >> 결과를 예측 후 실행으로 확인

연산자 요약: 산술 + - * / % ++/--(전위·후위), 관계 == != < > <= >=(결과 0/1), 논리 && || !, 대입 = 및 복합 대입, 조건 ?:, 비트 & | ^ ~ << >>, 기타 sizeof()/cast. 우선순위가 헷갈리면 괄호로 명확히 하세요.

입·출력 함수와 연산자(2)

학습 목표

왜 이 강이 필요한가?

1. 연산자의 종류

2. 산술 연산자

2.1 이항 연산자

이 예제 실행

2.2 단항 연산자 — 증감 연산자

이 예제 실행

3. 관계 연산자

이 예제 실행

4. 논리 연산자

이 예제 실행

5. 대입 연산자

이 예제 실행

6. 조건 연산자

이 예제 실행

7. 비트 연산자

이 예제 실행

8. 기타 연산자 — sizeof와 cast(형변환)

8.1 sizeof 연산자

이 예제 실행

8.2 cast 연산자(형변환 연산자)

이 예제 실행

9. 연산자 우선순위

이 예제 실행

10. 종합 예제 — 연산자로 동전 교환하기

이 예제 실행

11. 교재 예제와 이 사이트가 다른 점

12. 지금 실습할 것

코드 실습 (C)

확인 퀴즈

스스로 점검