[C언어 기초] 변수의 생존 범위와 함수 스스로를 부르는 '순환 호출'

• 변수의 속성
  • 자료형 (어떤 종류의 데이터를 저장하는가)
  • 생존기간 (변수가 언제 생성되고 언제 사라지는지)
  • 유효범위 (변수에 접근 가능한 영역)
  • 연결속성 (같은 이름의 변수가 다른 파일과 연결되는지 여부)

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• 변수의 범위
  • 지역 변수 (Local Variable)
    •  
    • ‘블록’내에 선언되는 변수
    • '블록'이 종료되면 메모리에서 사라짐
    • 메모리의 스택(stack) 영역에 저장되며, 자동으로 초기화되지 않아 쓰레기 값(Garbage Value)이 들어있으므로 반드시 초기화가 필요합니다.

      void func() {
          int x;
      }

      
      
  • 전역 변수 (Global Variable)
    • 함수의 외부에서 선언된 변수
    • 프로그램의 어디에서나 접근할 수 있으며, 프로그램이 종료될 때 메모리에서 사라짐

      int g;
      
      void func() {
          g = 10;
      }

      
      
  • 정적 변수 (Static Variable)
    • static 키워드로 선언
    • 지역 변수와 전역 변수의 특징을 모두 가짐
      • 함수 내에서 선언된 정적 변수는 전역 변수처럼 단 한 번만 초기화되고, 프로그램이 종료되면 메모리에서 사라짐
      • 지역 변수처럼 함수 내에서만 접근할 수 있음
  • 레지스터 변수 (Register Variable)
    • 지역 변수를 선언할 때 register 키워드를 사용하여 선언한 변수
    • CPU의 레지스터(register) 메모리에 저장되어 빠르게 접근 가능
    • 레지스터의 크기가 부족할 때는 해당 변수를 지역 변수로 선언

※ 지역 변수 vs. 전역 변수
   같은 이름을 갖는 지역 변수와 전역 변수가 있는 경우 우선순위가 지역 변수가 높음

#include <stdio.h>

int sum =1 ;

int main(void){
	int sum = 0;
    printf("sum = %d\n", sum);	// "sum = 0" 출력
    return 0;
 }

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• 변수의 생존 기간
  • 정적 할당 (static allocation)
    •  
    • 프로그램 실행 시간 동안 계속 유지
  • 자동 할당 (automatic allocation)
    • 블록에 들어갈 때 생성
    • 블록에서 나올 때 소멸
  • 생존 기간 결정 요인
    • 변수 선언 위치
    • 저장 유형 지정자
      • auto → 변수를 선언한 위치에서 자동으로 생성되고 블록이 끝나면 자동으로 소멸, 지역변수는 생략
      • register → CPU의 레지스터에 변수를 저장
      • static → static 키워드를 사용하여 지역 변수가 정적 변수가 됨

        #include <stdio.h>
        
        void sub() {
        	static int scount = 0;
            int acount = 0;
            printf("scount = %d\t", scount);
            
            printf("acount = %d\n", acount);
            scount++;
            acount++;
        }
        
        int main(void){
        	sub();
            sub();
            sub();
            return 0;
        }
        
        /*
        	scount = 0		acount = 0
            scount = 1		acount = 0
            scount = 2		acount = 0
        */

        
        
      • extern

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• 연결속성
  • 연결 (linkage): 다른 범위에 속하는 변수들을 서로 연결하는 것, 전역 변수만이 연결 가짐
    • 외부 연결 (external): 다른 파일에서도 접근 가능
    • 내부 연결 (internal): 현재 파일에서만 사용
    • 없음(none)
  • 전역 변수 extern 이용

// main.c
#include <stdio.h>

extern int add(int x, int y);	// 다른 파일에 선언된 함수
extern int Number;		// 다른 파일에 선언된 변수

int main(void) {
	int a = 10;
	int b = 20;
	int ab;
	ab = add(a, b);
	ab = add(ad, Number);

	printf("(a+b)+Number = %d\n", ab);
	return 0;
}

sub01.c
#include <stdio.h>

int add(int x, int y);
int Number = 200;

int add(int x, int y) {
	int result = x + y;
	return result;
}

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• 순환 호출(=재귀 호출): 함수가 자기 자신을 다시 호출하는 것
  • 계속 자기 자신을 호출하면 무한히 호출되기 때문에 주의 필요(Stack Overflow)
  • 팩토리얼 문제 해결

#include <stdio.h>

int factorial(int n) {
    if (n <= 1) return 1; // [탈출 조건]
    else return n * factorial(n - 1); // [순환 호출]
}

int main() {
    printf("5! = %d", factorial(5)); // 5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 120
    return 0;
}