📘13장-(2) Strings | Study

C Programming, A Modern Approach - K.N.KING으로 C언어를 공부하면서 정리한 내용입니다.
번역본 https://wikidocs.net/book/2494 을 참고하였습니다.

📍 Using the C String Library

C에서는 문자열을 배열처럼 다루기 때문에 복사를 하거나 비교를 할 수가 없다.

C에서는 이를 위한 함수가 담긴 헤더가 존재

#include <string.h>

📍 The strcpy (String Copy) Function

🔎 strcpy 함수

char* strcpy(char* destination, const char* source);

source 문자열을 destination 문자열에 복사해준다.
(정확히는 source가 가리키는 문자열을 destination이 가리키는 배열에 복사)

strcpy를 이용하여 문자열을 할당할 수 있다.

str2 = "abcd"; (x)

strcpy(str2, "abcd"); (o)

strcpy(str1, str2); (o)

❗ strcpy(str1, str2)를 호출할 때 str2가 가리키는 문자열이 str1이 가리키는 배열의 크기에 맞는지 판단이 불가능하다.

=> 문자열을 복사할 땐 strncpy 함수를 호출하는게 느리더라도 안전하다.

🔎 strncpy 함수 사용 예시

strncpy(str1, str2, sizeof(str1));

이 경우도 str2가 더 크면 str1이 null character로 끝나지 않는다.
따라서 아래와 같이 사용하면 더 안전하다.

strncpy(str1, str2, sizeof(str1)-1);
str1[sizeof(str1)-1] = '\0';

📍 The strlen (String Length) Function

🔎 strlen 함수

size_t strlen(const char* str); 

(size_t는 unsingned integer 중 하나를 나타내는 형 이름)

strlen은 문자열 str의 '길이'를 반환한다.
배열이 입력변수로 주어진 경우 배열 자체의 길이가 아닌 배열에 저장된 문자열의 길이를 반환한다.

📍 The strcat (String Concatenation) Function

🔎 strcat 함수

char* strcat(char* destination, const char* source); 

strcat은 문자열 source의 내용을 문자열 destination 끝에 이어 붙인다.

🔎 strcat 함수 사용 예시

strcpy(str1, "abc");
strcat(str1, "def"); // str1 : "abcdef"

🔎 strncat 함수

char* strncat(str1, str2, sizeof(str1) - strlen(str1) -1);

strncat은 복사할 문자의 개수에 제한을 두므로 더 느리지만 안전하다.

strncat은 str1 끝에 null character를 넣어주는데 이는 세번째 입력변수에 포함된 것이 아니므로 세번째 입력변수는 이를 넣어줄 공간을 확보해놓아야 한다.

📍 The strcmp (String Comparison) Function

🔎 strcmp 함수

int strcmp(const char* str1, const char* str2);

strcmp는 str1과 str2를 비교해 str1이 더 작으면 0보다 작은 값, 같으면 0, 크면 0보다 큰 값을 반환한다.

비교를 할 때는 사전식 순서로 비교를 한다. (문자들이 해당하는 숫자 코드를 기반으로 한다)

🔎 strcmp 함수 사용 예시

if (strcmp(str1, str2) <0) { // st1 < str2 ?
}

🔑 ASCII 문자열 집합의 몇가지 중요한 특성들

• A~Z, a~z라는 연속된 문자들은 연속된 코드를 가진다.
• 모든 대문자는 소문자보다 작다.
• 숫자는 문자보다 작다
• 띄어쓰기는 모든 출력 가능한 문자보다 작다.
  
  

🔔 중간 요약 (13.5 C Library)

• strcpy ( 문자열 복사 함수 ) : source를 destination에 복사

char* strcpy(char* destination, const char* source);

• strlen ( 문자열 크기 함수 ) : str의 길이 반환

size_t strlen(const char* str);

• strcat ( 문자열 연결 함수 ) : source의 내용을 destination 끝에 이어붙이고, destination 반환

char* strcat(char* destination, const char* source);

• strcmp ( 문자열 비교 함수 ) : str1이 str2보다 크면 0보다 큰 값, 같으면 0, 작으면 0보다 작은 값을 반환

int strcmp(const char* str1, const char* str2);

📍 Searching for the End of a String

🔎 strlen 직접 구현 - (1)

size_t strlen(const char* str)
{
	size_t size;

	for (size = 0; *str != '\0'; ++str) {
		++size;
	}

	return size;
}

🔎 strlen 직접 구현 - (2) 좀 더 압축

null character의 정수값은 0이므로 str != '\0'은 str != 0과 같고, 이를 판별해주는건 *str을 판별하는 것과 같다.

size_t strlen(const char* str)
{
	size_t size = 0;

	for (; *str++;) {
		++size;
	}

	return size;
}

🔎 strlen 직접 구현 - (3) while문 이용

size_t strlen(const char* str)
{
	size_t size = 0;

	while(*str++) {
		++size;
	}

	return size;
}

위 방법들은 성능은 동일

🔎 strlen 직접 구현 - (4) 성능 향상 (일부 컴파일러)

size_t strlen(const char* str)
{
	const char* orig_str = str;

	while (*str) {
		++str;
	}

	return str - orig_str; 
}

size를 선언 및 증가 x

whlie 문은 아래와 같이 표현도 가능하다

while (*str++) {
}

❗ 가독성이 좋지는 않으니 웬만하면 for문을 이용해 '\0'을 찾고 있음을 드러내는 것이 좋다.

📍 Copying a String

🔎 strcat 직접 구현 - (1)

char* strcat(char* destination, const char* source)
{
	char* ptr = destination;
	while (*ptr != '\0') {
		++ptr;
	} // ptr이 destination의 끝을 가리키게 만들기

	while (*source != '\0') {
		*ptr = *source;
		++ptr;
		++source; 
	} // ptr이 가리키는 곳에 source 하나씩 복사해서 넣기

	*ptr = '\0';
	return destination;
}

🔎 strcat 직접 구현 - (2) 간소화

char* strcat(char* destination, const char* source)
{
	char* ptr = destination;
	while (*ptr) {
		++ptr;
	} 

	while (*ptr++ = *source++) {
	} 

	*ptr = '\0';
	return destination;
}

간소화된 strcat의 핵심이 문자열 복사 관용구

while (*ptr++ = *source++) {
}

source가 가리키는 문자를 ptr이 가리키는 곳에 복사해준 후, ++연산자에 의해 증가된다.
while문은 복사된 문자를 가지고 판단을 하므로 모든 문자는 값이 참이 되어 널 문자를 복사하기 전까지 루프는 종료되지 않는다. 또한 루프는 널 문자 할당 이후에 종료가 되므로 따로 널 문자를 넣어주지 않아도 된다.

📍 Arrays of String

char planets[][8] = { "Mercury", "Venus", "Earth",
		"Mars", "Jupiter", "Saturn", 
		"Uranus", "Neptune", "Pluto" };

이런식으로 2차원 배열에 문자열을 저장할 경우 아래 그림처럼 빈 공간에는 널 문자가 들어가기 때문에 사용하지 않는 잉여 공간이 상당히 발생한다.

이를 위해 각 열들이 서로 다른 길이를 가질 수 있는 이차원 배열인 누더기 배열(ragged array)가 필요하다.
원소들이 문자열에 대한 포인터로 이루어진 배열을 만들면 이러한 배열형을 흉내낼 수 있다.

planets를 문자열에 대한 포인터들의 배열로 만들면 아래와 같다.

char* planets[] = { "Mercury", "Venus", "Earth",
		"Mars", "Jupiter", "Saturn",
		"Uranus", "Neptune", "Pluto" };

이런식으로 표현할 경우 아래 그림처럼 만들어진다.

planets의 각 원소들은 널 문자로 끝나는 문자열의 포인터들이며 planets의 배열에 포인터를 위한 공간이 할당된다.

행성 이름에 접근하려면 planets 배열에 첨자를 써주면 된다.

📍 Command-Line Arguments

명령행 정보는 운영체제 명령어 뿐만 아니라 모든 프로그램에서 사용할 수 있다. 이러한 명령행 입력변수(command-line arguments(program parameter))에 접근하려면 main함수에 보통 argc와 argv라는 이름을 갖는 두 개의 매개변수를 설정해주어야 한다.

🔎 명령행 입력변수에 접근하기

int main(int argc, char* argv[])
{
...
}

argc (argument count) : 명령행 입력변수의 개수(프로그램 이름도 포함)
argv (argument vector) : 문자열로 저장되는 명령행 입력변수들에 대한 포인터들의 배열

argv[0]은 프로그램 이름을 가리키고, argv[1]부터 arvg[argc-1]까지는 나머지 명령행 입력변수들을 의미한다.

argv[argc]는 null pointer이다.

🔎 명령행 입력변수 예시

ls -l remind.c

argc = 3
argv[0] = program name
argv[1] = "-l"
argv[2] = "remind.c"
argv[3] = null pointer