[C] 함수

📌 들어가며

같은 코드를 여기저기 반복해서 쓰는 건 비효율적이다. 자주 쓰는 코드 덩어리를 하나로 묶어 이름을 붙여두고, 필요할 때마다 불러 쓰는 것이 함수(function)다.

함수란? 자주 반복 수행할 코드 덩어리를 ① 함수로 ‘정의’하고, ② 필요할 때마다 ‘호출’하여 사용하는 것.

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1. 함수의 정의·호출·리턴

함수 정의 (function definition)

리턴타입 함수이름(매개변수들 ...)
{
    함수 본체 (수행 코드들)
}

• 함수 원형(function prototype) = 리턴타입 함수이름(매개변수들). 함수를 선언만 할 때 이 원형을 쓴다.

💡 Visual Studio 소스 파일 왼쪽의 삼각형 버튼을 열고 닫으면, 그 파일에 어떤 함수가 원형 형태로 쓰였는지 볼 수 있다.

함수 호출 (function call)

함수이름(매개변수에 넣을 값);

우리가 늘 쓰던 main()도 사실 함수의 일종이다.

함수의 실행 흐름

컴파일러가 호출 코드를 만나면 잠깐 멈추고 호출된 함수를 실행한다. 다 읽으면 멈췄던 곳으로 돌아온다(return).

main() 실행 중  ──호출──►  oper() 실행
     ▲                        │
     └────── return ──────────┘
        (멈췄던 지점부터 계속)

TMI: 호출한 함수를 caller, 호출된 함수를 callee라고 한다.

매개변수 vs 인자

용어	정의
매개변수(parameter)	함수를 정의할 때 명시하는 변수 (그 함수의 지역변수로 동작)
인자(argument)	함수를 호출할 때 전달하는 값

함수 호출 시 인자가 매개변수로 ‘복사’되어 실행된다. (두 용어는 실무에서 혼용되기도 한다.)

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2. 예제로 보는 함수

oper 함수를 만들어 보자. 매개변수는 int 2개, 리턴타입은 void(리턴값 없음)다. 본체에서 사칙연산을 수행한다.

main 밖에 함수를 만들었다. 그런데 이대로 실행하면 oper 안의 문장이 실행될까? 아니다. main에서 호출해야 한다.

oper(100, 10)은 “k에는 100, v에는 10을 넣어 실행”한다는 뜻이다.

⚠️ 실무에서는 함수들이 서로를 호출하며 복잡하게 얽힌다. main이 aaa()를 호출하고, aaa() 안에서 다시 bbb()를 호출하는 식이다. 따라서 함수의 논리적인 호출 순서를 잘 설계해야 한다.

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3. 리턴(return)

리턴값: 자기를 호출한 함수에게 돌려주는 최종값 1개. 매개변수로 식을 수행한 뒤 나온 결과값이다.

두 가지 방식을 비교하자.

// ① 변수에 담아 리턴
int add(int a, int b) {
    int sum = a + b;
    return sum;
}
int result = add(10, 5);   // result = 15

// ② 식을 그대로 리턴
int sub(int a, int b) {
    return a - b;          // 결과는 동일
}

• add(10, 5)의 리턴값은 15이므로, int result = add(10, 5);에서 result에 15가 대입된다.
• void 타입은 리턴값이 없으니, printf 같은 문장으로 결과를 처리하면 된다.

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4. 순서 — ‘선언’과 ‘정의’

변수를 선언 후에 쓰듯, 함수도 정의(또는 최소한 선언)가 호출보다 앞에 있어야 한다. 컴파일러가 위→아래로 읽기 때문이다.

main 아래에 half 함수를 정의하면 오류가 난다. 하지만 방법이 있다. ‘정의’는 아래에서 하되, ‘선언’만 위에서 해주면 된다.

double half(int n);   // 위에서 '선언' (함수 원형)

int main() {
    ... half(10) ...   // 호출 가능!
}

double half(int n) {   // 아래에서 '정의'
    return n / 2.0;
}

잘 실행된다.

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5. 헤더 파일로 선언 분리하기

여러 소스 파일마다 함수를 일일이 선언·정의하는 건 번거롭다. 그래서 헤더 파일(.h)에 함수의 선언을 모아둔다.

헤더 파일이란? 함수의 선언, 매크로, 상수 등을 모아둔 파일. 우리가 늘 쓰는 #include <stdio.h>도 헤더 파일이다. 기본 함수들의 선언이 거기 있어서, 그걸 포함해야 그 함수들을 쓸 수 있다.

구분	포함 방식	예
표준 헤더	#include <...>	#include <stdio.h>
직접 만든 헤더	#include "..."	#include "myfunction.h"

역할 분리를 그림으로 정리하면 이렇다.

myfunction.h  ←  함수 '선언'만 모음
myfunction.c  ←  함수 '정의'만 모음
test.c(main)  ←  #include "myfunction.h" 후 '호출'만

프로젝트의 소스 파일 목록을 보면, 빌드에서 제외(금지 표시)된 파일들이 있다. 활성화된 것은 ① main을 포함한 파일과 ② 함수 정의를 모은 파일 두 개다. (정의 파일에는 main이 없다.)

정리하면 이렇다.

한 소스 파일에 함수를 ‘정의’하고, 헤더 파일에 함수를 ‘선언’하고, main이 있는 소스 파일에 그 헤더를 #include하면 → main 파일에서는 그냥 ‘호출’만 하면 된다.

power(3, 4) (3의 4제곱 = 81)를 예로 확인해 보자. 정의는 myfunction.c, 선언은 헤더에, 호출은 test.c에서.

main에 선언도 정의도 없이 호출만으로 잘 동작한다.

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6. 재귀 호출 (recursive call)

재귀 호출: 함수가 실행 중에 자기 자신을 다시 호출하는 것.

특징	설명
장점	복잡한 문제를 단순화하여 구현 가능
제약	무한 재귀는 불가 (반드시 종료 조건 필요)

func1의 리턴값이 또 func1(n+1)이다. main에서 func1(1)을 호출하면 어떻게 될까? 무한히 호출된다.

⚠️ 그래서 함수 안에 if (n == ?) 같은 종료 조건(base case)을 두고, 그때의 리턴값을 지정해 무한 호출을 막아야 한다.

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📝 정리

함수(function)
├─ 정의    리턴타입 이름(매개변수) { 본체 }
├─ 호출    이름(인자);  → caller가 멈추고 callee 실행 후 return
├─ 매개변수/인자  정의 시 변수 / 호출 시 전달값 (복사됨)
├─ return  호출자에게 최종값 1개 반환
├─ 순서    선언(원형)만 위에 있으면 정의는 아래여도 OK
├─ 헤더    .h에 '선언' 모음 → #include 로 재사용
└─ 재귀    자기 자신 호출, 반드시 종료 조건 필요

개념	한 줄 정의
함수	반복 코드를 정의하고 호출해 재사용하는 단위
원형(prototype)	리턴타입 이름(매개변수), 선언에 사용
매개변수/인자	정의 시 변수 / 호출 시 전달값
헤더 파일	함수 선언·매크로·상수를 모아 재사용
재귀 호출	자기 자신을 호출, 종료 조건 필수

함수는 프로그래밍의 ‘효율과 재사용’을 담당하는 핵심 도구다. 선언과 정의의 분리, 그리고 헤더 파일로 이어지는 흐름을 이해하면 규모가 큰 프로젝트도 깔끔하게 구성할 수 있다.