[C] 구조체

📌 들어가며

배열은 같은 타입의 데이터만 묶을 수 있었다. 그런데 “학생 한 명”을 표현하려면 학번(문자열), 나이(정수), 키(실수)처럼 서로 다른 타입을 하나로 묶어야 한다. 이걸 가능하게 하는 것이 구조체(struct)다.

구조체(struct)란? 여러 개의 데이터(멤버)로 구성된 사용자 정의 자료형. 한 구조체에 여러 타입의 변수를 함께 저장할 수 있다.

예를 들어 학생 데이터를 구조체로 묶으면 이렇게 표현된다.

멤버	타입
학번	char[]
이름	char[]
나이	unsigned char (0~255)
학년	unsigned char
성별	char (‘M’/’F’)
키	float (173.4)

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1. 구조체 정의와 사용

point라는 구조체를 만들어 보자. 위치는 main() 함수 밖, 함수처럼 둔다.

struct point {
    int x;   // 멤버 변수(member variable)
    int y;
};

x, y처럼 구조체 안의 변수들을 멤버 변수라고 한다. 이제 main()에서 사용해 보자.

struct point p1;   // point 구조체 타입의 변수 p1
p1.x = 100;        // 멤버 연산자(.)로 멤버에 접근
p1.y = 200;
printf("(%d, %d)\n", p1.x, p1.y);

p1의 타입은 point 구조체다. 멤버에 값을 대입할 때는 멤버 연산자(.)를 쓴다. p1.x = 100;은 “p1의 멤버 x에 100을 대입”이라는 뜻이다.

여러 타입을 섞은 person 구조체도 만들어 보자.

💡 구조체 멤버에 문자열을 넣을 때는 strcpy를 쓴다. 이때 소스 파일 맨 위에 #include <string.h>를 잊지 말자.

초기화 방법도 여러 가지다.

선언과 동시에 배열 형태로 초기화할 수 있다.

{0}으로 초기화하면 모든 멤버가 0이 된다. char 멤버는 널('\0') 문자로 초기화되어 출력 시 아무것도 나오지 않는다. (배열과 비슷한 부분이다.)

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2. typedef — 타입에 별명 붙이기

main() 위에서 정의한 구조체를 본문에서 쓰려면 매번 struct person p1;처럼 struct를 붙여야 한다. 길어지면 번거롭다. typedef는 원하는 타입명으로 별명을 붙여준다.

typedef struct person PS;   // 이제 struct person 대신 PS로

PS p1;   // struct person p1; 과 동일

구조체 정의와 동시에 typedef를 붙이는 방법도 있다.

typedef struct _person {
    ...
} Person;   // 앞으로 struct _person 을 Person 으로

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3. 구조체의 크기 (size)

Person(char 20 + int + double)의 크기는 얼마일까? 단순 합산이면 20 + 4 + 8 = 32byte다.

printf("sizeof(Person) = %d\n", sizeof(Person));

일단 32byte가 출력된다.

💡 실제로는 CPU가 데이터를 효율적으로 읽도록 메모리 정렬(padding) 때문에 단순 합보다 커질 수 있다. 자세한 내용은 추후 정리.

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4. 구조체에 대한 포인터

구조체에도 포인터를 적용할 수 있다.

Person *ptr = &p3;   // p3의 주소를 ptr에 저장

자주 쓸 서식 문자열을 전역변수로 만들어두면 편하다.

char *fmt = "이름:%s, 나이:%d, 몸무게:%.1lf\n";

포인터로 멤버에 접근하는 두 가지 방법을 비교하자.

표기	의미
(*ptr).name	멤버 연산자(.)가 참조 연산자(*)보다 우선순위가 높아 괄호가 필요
ptr->name	위와 완전히 동일. C가 만든 간편 표기(화살표 연산자)

즉 (*ptr).name을 더 간단히 쓴 것이 ptr->name이다. 작동은 똑같다.

이를 이용해 구조체 포인터를 매개변수로 받는 함수도 만들 수 있다.

void printPerson(Person *ptr) { ... }

printPerson(ptr);    // Person *ptr = &p3; 인 경우
printPerson(&p3);    // 직접 주소를 넘겨도 됨

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5. 구조체와 배열

구조체를 배열 형태로도 쓸 수 있다.

Person people[3];   // Person 구조체 3개짜리 배열

단순 배열과 다른 점은, 각 배열 원소 안에 또 여러 멤버 변수가 들어 있다는 것이다. (people[0].name, people[0].age …)

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📝 정리

구조체(struct)
├─ 정의     struct 이름 { 멤버들; };   서로 다른 타입을 하나로
├─ 접근     변수.멤버  (멤버 연산자 .)
├─ typedef  struct 이름에 별명 부여 → 간결하게 선언
├─ size     멤버 합 (+ 메모리 정렬 padding)
├─ 포인터   (*ptr).name  ≡  ptr->name  (화살표 연산자)
└─ 배열     Person people[N] → 원소마다 멤버들 보유

개념	한 줄 정의
구조체	서로 다른 타입을 묶는 사용자 정의 자료형
멤버 연산자 .	구조체 변수의 멤버에 접근
typedef	타입에 별명을 붙여 선언을 간결하게
화살표 ->	포인터로 멤버 접근, (*ptr).x의 축약

구조체는 “서로 다른 데이터를 하나의 의미 단위로 묶는” 도구다. 특히 ptr->name(=(*ptr).name) 표기는 앞으로 정말 자주 만나게 되니 확실히 익혀두자. 긴 C 여정이었는데 보람이 있었다!