10. 프로그래밍 언어 활용
기본 문법 활용하기
변수 활용
- 변수 : 어떤 값을 주기억 장치에 기억하기 위해서 사용하는 공간
- 식별자 : 프로그램의 구성요소를 구별하기 위한 기준
- 바인딩 : 변수와 변수에 관련된 속성을 연결하는 과정
- 선언 : 변수에 이름, 데이터 타입 등의 속성을 부여하는 작업
- 영역 : 이름이 사용되는 범위를 의미
- 할당 : 변수에 메모리 공간을 바인딩하는 작업
- 데이터 타입 : 변수가 가질 수 있는 속성 및 속성 값의 길이
- 연산자 : 데이터 처리를 위해 연산을 표현하는 기호
- 명령문 : 프로그램을 구성하는 문장으로, 지시 사항을 처리하는 단위
자료구조 개념
컴퓨터에 데이터를 삽입, 삭제, 수정하게 해주는 논리적인 공간 구조
자료 구조 분류
- 단순 구조 : 프로그래밍 언어에서 제공하는 기본 데이터 ex) int, float, double, char
- 선형 구조 : 데이터가 연속적으로 연결된 자료구조 ex) 연결 자료 구조, 순차 자료 구조, 스택, 큐, 덱 등
- 비 선형 구조 : 자료들 사이의 관계가 계층 또는 그물 형태 등 비 순차적인 성질을 가진 자료들을 표현하는데 적합한 구조 ex) 트리, 그래프
- 파일 구조 : 보조 기억 장치에 데이터값이 실제로 기록되는 자료구조 ex) 순차 파일, 색인 파일
알고리즘 개념
어떤 문제에 대한 답을 찾는 해법을 의미
알고리즘 특성
- 입력
- 출력
- 명확성
- 유한성
- 유효성
데이터 타입
데이터 타입의 개념
프로그래밍 언어에서 실수치, 정수 자료형과 같은 여러 종류의 데이터를 식별하는 형태
데이터 타입의 유형
- 불린 타입 : 조건이 참인지 거짓인지 판단
- 문자 타입 : 문자 하나를 저장
- 문자열 타입 : 나열된 여러 개의 문자를 저장하고자 할 때 사용
- 정수 타입 : 정수 값을 저장하자 할 때 사용
- 부동 소수점 타입 : 소수점 포함하는 실숫값을 저장하고자 할 때 사용
- 배열 타입 : 여러 데이터를 하나로 묶어서 저장하고자 할 때 사용
변수
변수의 개념
저장하고자 하는 어떠한 값이 있을 때, 그 값을 주기억 장치에 기억하기 위한 공간을 의미
변수 설정 규칙
- 사용 가능 문자 : 영어 대문자/소문자, 숫자, 밑줄('_')의 사용이 가능
- 변수 사용 규칙 : 첫 자리에 숫자 사용 x, 변수 이름의 중간에는 공백 사용 x
- 변수 의미 부여 : 데이터 값의 의미나 역할을 표현. 예약어는 변수 사용 x
연산자
산술 연산자
+-*/%: 나눈 나머지
시프트 연산자
비트를 이동시키는 연산자
<<: 왼쪽 값을 오른쪽 값만큼 비트를 왼쪽으로 이동하는 연산자>>: 왼쪽 값에 오른쪽 값만큼의 부호 비트를 채우면서 오른쪽으로 이동하는 연산자
관계 연산자
두 피연산자 사이의 크기를 비교하는 연산자
><>=<===!=: 왼쪽에 있는 값이 오른쪽에 있는 값과 다르면 참을 반환하고, 그렇지 않으면 거짓을 반환.
논리 연산자
두 피연산자 사이의 논리적인 관계를 정의하는 연산자
- &&
- ||
비트 연산자
0과 1의 각 자리에 대한 연산을 수행하며, 0 또는 1의 결과값을 갖는 연산자
- & : 두 값을 비트로 연산하여 모두 참이면 참을 반환, 그렇지 않으면 거짓을 반환
- | : 두 값을 비트로 연산하여 하나가 참이면 참을 반환, 그렇지 않으면 거짓을 반환
- ^ : 두 값을 비트로 연산하여 서로 다르면 참을 반환, 그러히 않으면 거짓을 반환
대입 연산자
변수에 값을 대입할 때 사용하는 연산자, 오른쪽에 있는 값을 이용해 왼쪽의 변수에 값을 대입
=+=-=*=/=%=
증감 연산자
피연산자를 1씩 증가 혹은 1씩 감소시킬 때 사용하는 연산자
++--
명령문
조건문
if문
조건이 참인지 거짓인지에 따라 경로를 선택하는 명령문
switch문
조건에 따라 여러 개의 선택 경로 중 하나를 취하고자 할 때 사용하는 명령어
반복문
while문
조건이 참인 동안에 해당 분기를 반복해서 시행하는 명령문
for문
초깃값, 최종값, 증감 값을 지정하여 반복하는 명령어
루프 제어 명령어
break문
반복문이나 switch문을 중간에 탈출하기 위해 사용하는 명령어
continue문
반복문에서 다음 반복으로 넘어갈 수 있도록 하는 명령어
사용자 정의 자료형 활용
사용자 정의 자료형의 개념
사용자가 상황에 맞게 기존 자료형들을 조합해서 만드는 자료형
열거체
- 서로 연관된 정수형 상수들의 집합
- 정수형 상수에 이름을 붙여서 코드를 이해하기 쉽게 해줌
- 멤버에 초깃값을 설정하지 않으면 0부터 차례대로 할당
enum Week {
Sunday, // 0
Monday, // 1
Tuesday = 5,
Wednesday // 6
};
void main() {
enum Week week;
week = Sunday;
}구조체
사용자가 기본 타입을 가지고 새롭게 정의할 수 있는 사용자 정의 자료형
공용체
모든 멤버 변수가 하나의 메모리 공간을 공유하는 사용자 정의 자료형
union A {
char c;
int i;
}; // 총 4바이트
void main() {
union A a;
a.c = 'M';
a.i = 24;
}구조체는 각 변수가 다른 메모리에 할당되어 있고, 공용체는 모든 변수가 같은 메모리에 할당.
사용자 정의 함수
사용자가 직접 새로운 함수를 정의하여 사용하는 방법
추상화와 상속
추상화
세부 사항은 배제하고 중요한 부분을 중심으로 간략화하는 기법
추상화 종류
- 기능 추상화 : 입력 자료를 출력 자료로 변환하는 과정을 추상화하는 방법
- 자료 추상화 : 자료와 자료에 적용할 수 있는 연산을 함께 정의 하는 방법
- 제어 추상화 : 외부 이벤트에 대한 반응을 추상화하는 방법
상속
상위 수준의 그룹의 모든 특성을 하위 수준 그룹이 이어받아 재사용 또는 확장하는 기법
구체화
하위 수준 그룹이 상위 수준 그룹의 추상적인 부분을 구체화하는 기법
언어 특성 활용하기
프로그래밍 언어의 언어별 특성
프로그래밍 언어의 유형 분류
개발 편의성에 따른 분류
- 저급 언어 : 기계가 이해할 수 있도록 만들어진 언어 ex) 기계어, 어셈블리어
- 고급 언어 : 개발자가 소스 코드를 작성할 때 쉽게 이해할 수 있도록 작성된 언어 ex) C, C++, 자바, 파이썬
실행하는 방식에 따른 분류
- 명령형 언어 : 컴퓨터에 저장된 명령어들이 순차적으로 실행되는 프로그래밍 방식. 절차형 언어 ex) FORTRAN, COBOL, PASCAL, C
- 객체지향 언어 : 객체 간의 메시지 통신을 이용하여 프로그래밍 하는 방식 ex) JAVA, C++
- 함수형 언어 : 수학적 수식과 같은 함수들로 프로그램을 구성하여 호출하는 방식 ex) LISP
- 논리형 언어 : 논리 문장을 이용하여 프로그램을 표현하고 계산을 수행하는 개념에 기반한 프로그래밍 방식 ex) 프롤로그
구현 기법에 따른 분류
- 컴파일 방식의 언어 : 고급 언어를 기계어로 번역하는 방식의 언어 ex) FORTRAN, PASCAL, C, C++
- 인터프리터 방식의 언어 : 고급 언어 명령문을 하나씩 번역하고 실행하는 방식의 언어 ex) BASIC, 프롤로그, LISP
- 혼합형 방식의 언어 : 고급 언어를 컴파일하여 중간 언어로 변환한 후, 인터프리터에 의해 번역을 실행하는 방식의 언어 ex) 자바
프로그래밍 언어별 특성
절차적 프로그래밍 언어 종류
- 알골(ALGOL) : 알고리즘의 연구개발용. 최초로 재귀 호출이 가능했던 언어.
- C언어 : 유닉스 운영체제에서 사용. 모든 컴퓨터 시스템에서 사용.
- 베이직 : 교육용 언어
- 포트란 : 과학 기술 전문 언어. 수학 함수들 사용 가능
객체지향 프로그래밍 언어 종류
- C++ : C + 객체지향 프로그래밍 + 템플릿 기능. 성능 하락이 없이 개발 가능.
- C# : 불완전 코드와 같은 기술을 사용하여 플랫폼 간 상호 운용성 확보.
- 자바 : 웹 애플리케이션 개발에 가장 많이 사용. 자바 컴파일러는 자바 언어로 작성된 프로그램을 바이트 코드라는 특수한 바이너리 형태로 변환.
- 델파이 : 파스칼 문법에 여러 기능 추가.
스크립트 언어 종류
- PHP : 동적 웹 페이지를 만들기 위해 설계.
- 펄 : 인터프리터 방식의 프로그래밍 언어. 강력한 문자열 처리 기능 제공
- 파이썬 : 다양한 플랫폼에서 쓸 수 있고, 라이브러리 풍부.
- 자바 스크립트 : 객체 기반의 스크립트 프로그래밍 언어. 웹 브라우저 내에서 주로 사용.
선언형 언어 종류
- 함수형 언어 : 하스켈(Haskell), 리스프(LISP)
- 논리형 언어 : 프롤로그(객체 간의 관계에 관한 문제를 해결, 인공지능, 계산 언어학, 자연언어 처리 분야)
- 특수 분야 언어 : SQL
객체지향 프로그래밍
- 객체와 객체 간의 통신을 통해 프로그램이 구현
- 객체, 속성, 메서드로 구성. 절차 지향에서 모듈은 객체, 변수는 속성, 함수는 메서드.
객체지향 프로그래밍의 구성요소
- 객체 : 개체, 속성,메서드로 구성된 클래스의 인스턴스를 의미
- 클래스 : 객체지향 프로그래밍에서 객체를 표현하는 추상 데이터 타입으로 객체를 생성하는 틀.
- 메시지 : 객체 간의 통신
객체의 구성요소
- 개체 : 현실 세계에 보이는 본질
- 속성 : 자료 저장소 역할
- 메서드 : 호출 단위를 의미
라이브러리 활용
라이브러리
라이브러리 개념
- 호율적인 프로그램 개발을 위해 필요한 프로그램을 모아 놓은 집합체
- 필요할 때 찾아서 쓸 수 있도록 모듈화되어 제공되는 프로그램
라이브러리의 구성
- 도움말
- 설치 파일
- 샘플 코드
라이브러리의 종류
- 표준 라이브러리
- 외부 라이브러리
모듈과 패키지
- 모듈 : 전역변수, 함수 등을 모아둔 파일
- 패키지 : 모듈을 디렉터리 형식으로 구조화한 라이브러리