C언어 전화번호부 v1.0 (인프런)

※ 인프런 무료강좌 C로 배우는 자료구조(권오흠 교수님)를 보고 개인적인 복습을 위해 정리한 내용입니다.

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전화번호부 v1.0

이름, 전화번호의 리스트 저장 & 검색 기능 제공하는 전화번호부 프로그램 만들기

add john 01092419488 //새로운 사람 추가

delete john //삭제

find henry //이름으로 전화번호 검색

status //전화번호부에 저장된 모든 사람을 출력

exit //프로그램 종료

 

프로그램을 만들기 위해서는 가장 먼저 '자료구조'부터 생각해보아야 한다.

자료구조는 프로그램에서 다룰 데이터를 어디에 어떤 구조로 저장할 것인가를 말한다.

 

동일한 타입의 데이터가 여러 개 있을 때 사용할 수 있는 가장 기본적인 자료구조는 배열이다.

v1.0에서는 

데이터가 두 가지 종류(이름, 전화번호)이므로

names 배열과 numbers 배열을 만들어 데이터를 저장할 것이다.

두 배열의 인덱스를 통해 이름과 전화번호가 연결된다.

 

배열 names, numbers의 데이터 타입은 char * 이다.

두 배열에는 문자열(이름, 전화번호)을 저장할 것인데, 문자배열의 첫번째 원소의 주소를 저장하는 것이므로 포인터이고 그 주소에 담겨있는 데이터의 타입이 문자이기 때문에 char 타입이다.

*전화번호는 정수로 저장하지않고 문자열로 저장한다.

 

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define CAPACITY 100
#define BUFFER_SIZE

char * names[CAPACITY];
char * numbers[CAPACITY];
int n = 0; /* 전화번호부에 저장된 사람의 수 */

void add();
void find();
void status();
void remove();

int main() {
	char command[BUFFER_SIZE];
	while (1) {
		printf("$ ");
		scanf("%s", command);

		if (strcmp(command, "add")==0)
			add();
		else if (strcmp(command, "find")==0)
			find();
		else if (strcmp(command, "status")==0)
			status();
		else if (strcmp(command, "delete")==0)
			remove();
		else if (strcmp(command, "exit")==0)
			break;
	}
	return 0;
}

 

main 함수에서는

무한루프( while (1) {} )로 프롬프트 문자를 출력하고 사용자의 입력을 받는 것을 반복한다.

 

루프 안에서는

strcmp 함수(string.h 라이브러리)로 사용자의 입력값 command를

add/find/status/delete와 비교해 각각 해당되는 함수를 실행하고

사용자의 입력값이 exit인 경우 루프를 종료하며 프로그램을 종료시킨다.

 

사용자가 add명령을 입력하면 실행되는 add 함수이다. 

void add() {
	char buf1[BUFFER_SIZE];
	char buf2[BUFFER_SIZE];
	scanf("%s", buf1);
	scanf("%s", buf2);
	
	names[n] = strdup(buf1);
	numbers[n] = strdup(buf2);
	n++;
	
	printf("%s was added successfully.\n", buf1);
}

 

names[n] = buf1; 와 같이 전역변수인 names[n]에 지역변수 buf1을 직접 할당할 경우

함수가 끝났을 때 buf1이 사라지기 때문에 문제가 생길 수 있다. (buf1은 스택에 할당된 메모리(지역변수)이므로 add 함수가 return되고 나면 소멸된다. )

따라서 strdup 함수를 이용해 buf1에 저장된 문자열을 복제한 후 배열 names[n]에 복제된 배열의 주소를 저장해야 한다.

복제된 배열은 strdup 함수 내에서 malloc으로 힙(heap)에 할당된 메모리이므로, add 함수가 종료된 후에도 소멸되지 않는다.

 

이 때 strdup 함수는 하나의 문자열을 인자로 받아 복제한 다음 메모리에 할당하고, 메모리의 주소를 반환하는 함수이다.

char * strdup (char *s) {
	char *p;
	p = (char *)malloc(strlen(s)+1); /*+1은 null charactor 자리*/
	if (p != null)
		strcpy(p, s);
	return p;
}

/* strdup 함수 내부를 간단하게 나타낸 코드 */

 

동적 메모리 할당으로 새로운 char 타입 배열을 만들고, 그 배열의 주소를 char 타입 포인터 변수 p에 담는다.

strcpy 함수로 배열 s에 있는 문자열과 null charactor를 배열 p로 복사한다. (데이터타입이 같기 때문에 복사 가능)

배열 p를 리턴한다.

 

그 외의 함수들이다. 

find 함수

void find() {
	int i = 0;
	char buf[BUFFER_SIZE];
	scanf("%s", buf);
	
	while (i < n) {
		if(strcmp(names[i], buf)==0) {
			printf("%s %s\n", names[i], numbers[i]);
			return;
		} 
		i++;
	}
	printf("No person named '%s' exists.\n");
}

strcmp는 두 개의 문자열이 일치할 경우 0을 리턴하는 함수이다.

 

status 함수

void status() {
	int i = 0;
	while (i < n) {
		printf("%s %s\n", names[i], numbers[i]);
		i++;
	}
	printf("Total %d persons.\n", n);
}

 

remove 함수

void remove() {
	int i = 0;
	char buf[BUFFER_SIZE];
	scanf("%s", buf);
	
	for (i=0; i<n; i++) {
		names[i] = names[n-1];
		numbers[i] = numbers[n-1];
		n--;
		printf("'%s' was deleted successfully.\n", buf);
		return;
	}

	printf("No person named '%s' exists.\n", buf);
}

배열의 중간에 빈 칸이 생기지 않도록

맨 마지막 사람을 삭제된 자리로 옮기고

현재 전화번호부에 저장된 사람의 수를 1 감소시킨다(n--)

그리고 성공적으로 삭제되었다는 메세지를 출력한다.

만약 없는 이름일 경우 그런 이름을 가진 사람이 없다는 메세지를 출력한다.

 

C언어에서의 메모리 관리

 

전역변수 : 함수의 외부에 선언된 변수들

프로그램이 시작될 때 메모리가 할당되며 프로그램이 종료될 때까지 유지된다.

Data section이라고 부르는 메모리 영역에 위치한다.

 

지역변수 : 함수의 내부에 선언된 변수들

자신이 속한 함수가 호출될 때 메모리가 할당되며 return될 때 소멸된다.

스택(stack)이라고 부르는 메모리 영역에 위치한다.

 

동적 메모리 할당(dynamic memory allocation)

변수를 선언하지 않고, 아무때나 malloc 등의 함수를 호출하여 필요한 크기의 메모리를 할당할 수 있다.

동적으로 할당된 메모리는 힙(heap)이라고 부르는 영역에 위치한다.

동적으로 할당된 메모리는 명시적으로 free() 함수를 호출하여 반환하지 않는 한, 프로그램이 종료될 때까지 계속 유지된다.

 

c언어의 메모리 레이아웃

stack : 지역변수가 할당되는 영역

heap : 동적으로 할당된 메모리

data section : 전역변수가 할당되는 영역

code section : 코드(기계어)가 저장되는 영역

코드 섹션과 데이터 섹션의 크기는 프로그램이 실행되는 동안 변하지 않는다.

스택의 크기는 일정하지 않고 함수 호출과 종료에 따라 변한다.

힙의 크기도 마찬가지로 고정되어 있지 않다.

 

 

프로그램 전체 소스코드

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#define BUFFER_SIZE 20
#define CAPACITY 100

char *names[CAPACITY];
char *numbers[CAPACITY];
int n = 0;

void add();
void find();
void delete();
void print_status();

int main() {
	char command[BUFFER_SIZE];
	while (1) {
		printf ("$ ");
		scanf("%s", command);
		if(strcmp(command, "add") == 0) 
			add();
		else if(strcmp(command, "delete") == 0)
			delete();
		else if(strcmp(command, "find") == 0)
			find();
		else if(strcmp(command, "status") == 0)
			print_status();
		else if(strcmp(command, "exit") == 0)
			break;
	}
	return 0;
}


void add() {
	char buf1[BUFFER_SIZE];
	char buf2[BUFFER_SIZE];
	scanf("%s", buf1);
	scanf("%s", buf2);
	
	names[n] = strdup(buf1);
	numbers[n] = strdup(buf2);
	n++;
	
	printf("%s was added successfully.\n", buf1);
}

void delete() {
	int i = 0;
	char buf[BUFFER_SIZE];
	scanf("%s", buf);
	
	for(i=0; i<n; i++) {
		if(strcmp(names[i], buf)==0) {
			names[i] = names[n-1];
			numbers[i] = numbers[n-1];
			n--;
			printf("'%s' was deleted successfully.\n");
			return;
		}
	}
	
	printf("No person named '%s' exists.\n");
}

void find() {
	int i = 0;
	int existence = 0;
	char buf[BUFFER_SIZE];
	scanf("%s", buf);
	
	while (i < n) {
		if(strcmp(names[i], buf)==0) {
			printf("%s %s\n", names[i], numbers[i]);
			return;
		} 
		i++;
	}
	printf("No person named '%s' exists.\n");
}

void print_status() {
	int i = 0;
	while (i < n) {
		printf("%s %s\n", names[i], numbers[i]);
		i++;
	}
	printf("total %d persons\n", n);
}