[C언어] 07. 배열 (Array)

학생 10명의 점수를 다루려고 변수 10개를 따로 선언하면, 합계를 구할 때 10번 더해야 하고 인원이 바뀌면 코드를 전부 고쳐야 한다. 배열은 같은 종류의 데이터 여러 개를 하나의 이름으로 묶어, 이런 번거로움을 없애준다.

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1. 배열이란?

배열(Array)
같은 자료형의 데이터 여러 개를 하나의 변수 이름으로 묶어 관리하는 자료구조다. 각 데이터는 0부터 시작하는 인덱스(index)로 구별하며, 크기는 고정되고 메모리의 연속된 공간에 저장된다.

int scores[10];   // int형 10개짜리 배열

scores[0]부터 scores[9]까지 10개의 요소가 만들어진다. 인덱스가 0부터 시작하므로, 크기가 10인 배열의 마지막 인덱스는 9다. 이걸 놓쳐 scores[10]에 접근하면 배열 범위를 벗어나는 위험한 코드가 된다. 처음엔 scores[10]이 열 번째 요소인 줄 알고 접근했다가, 인덱스가 0부터라는 걸 다시 새겼다.

초기화

int scores[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
int scores[5] = {10, 20, 30};   // 나머지 scores[3], scores[4]는 0

 

초기값을 중괄호로 묶어 대입한다. 초기값이 요소 수보다 적으면 앞쪽만 채우고 나머지는 모두 0으로 초기화된다. 이를 이용해 int a[100] = {0};으로 배열 전체를 0으로 초기화하는 관용구도 자주 쓴다.

 

배열은 통째로 대입·비교할 수 없다
a = b; 로 배열을 통째로 복사하거나 if (a == b) 로 내용을 비교할 수 없다. 배열 이름은 사실 "첫 요소의 주소"라서, == 는 내용이 아니라 주소를 비교해버린다. 복사·비교는 반드시 반복문으로 원소를 하나씩 처리해야 한다.

for (int i = 0; i < SIZE; i++)
    b[i] = a[i];   // 원소를 일일이 복사

배열을 a = b로 복사하려다 안 돼서 의아했는데, "배열 이름이 곧 첫 요소의 주소"라는 한 줄로 모든 게 설명됐다. 이 사실이 뒤의 포인터로 이어진다는 예감이 들었다.

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2. 배열과 함수

배열을 함수에 넘길 때는 일반 변수와 동작이 다르다. 이 차이가 배열의 가장 중요한 성질이다.

• 일반 변수: 값을 복사해 전달한다. 함수 안에서 바꿔도 원본은 그대로다.
• 배열: 첫 요소의 주소가 전달된다. 함수 안에서 원소를 바꾸면 원본도 함께 바뀐다.

// 일반 변수: 값 복사 → 원본 안 바뀜 (swap 실패)
void swapFail(int a, int b) {
    int t = a; a = b; b = t;
}

// 배열: 주소 전달 → 원본이 바뀜 (swap 성공)
void swapOk(int arr[]) {
    int t = arr[0]; arr[0] = arr[1]; arr[1] = t;
}

 

배열 이름이 곧 주소이기 때문에 생기는 현상이다. 큰 배열을 통째로 복사하지 않고 주소만 넘기니 효율적이지만, "함수가 원본을 건드릴 수 있다"는 점은 늘 의식해야 한다. 일반 변수 swap은 실패하고 배열 swap은 성공하는 걸 나란히 보니, 값 전달과 주소 전달의 차이가 확실히 박혔다.

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3. 2차원 배열

행과 열로 이뤄진 표 형태의 데이터는 2차원 배열로 다룬다.

![[ch07_2차원배열정의.png]]

int s[3][5];   // 3행 5열

 

초기화는 행 단위로 중괄호를 중첩한다.

int s[3][5] = {
    { 0,  1,  2,  3,  4},   // 0행
    {10, 11, 12, 13, 14},   // 1행
    {20, 21, 22, 23, 24}    // 2행
};

 

2차원 배열을 초기화할 때 행 개수는 생략할 수 있다(int s[][5] = {...}). 열 크기는 반드시 적어야 컴파일러가 한 행의 길이를 알 수 있기 때문이다.

성적표, 좌석 배치, 게임 보드처럼 격자 형태의 데이터를 다룰 때 2차원 배열과 이중 for문이 짝을 이룬다.

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4. 수업 코드로 보는 최솟값·최댓값 찾기

arr_min_max_prg.c는 배열에 들어 있는 정수 중 최솟값과 최댓값을 찾고, 정렬까지 연결한 예제였다. 핵심은 첫 번째 원소를 후보로 잡고, 나머지를 차례대로 보며 후보를 갱신하는 것이다.

#define SIZE 10

int iArray[SIZE] = {4, 6, 3, 8, 2, 5, 3, 7, 9, 1};
int iIndex;
int iMin;
int iMax;

iMin = iArray[0];
iMax = iArray[0];

for (iIndex = 0; iIndex < SIZE; iIndex++)
{
    if (iArray[iIndex] < iMin)
    {
        iMin = iArray[iIndex];
    }

    if (iArray[iIndex] > iMax)
    {
        iMax = iArray[iIndex];
    }
}

printf("최솟값: %d\n", iMin);
printf("최댓값: %d\n", iMax);

iIndex	검사값	iMin 변화	iMax 변화
0	4	4	4
1	6	유지	6
2	3	3	유지
3	8	유지	8
4	2	2	유지
8	9	유지	9
9	1	1	유지

선택 정렬로 두 번째 최솟값 찾기

수업 코드에서는 배열을 정렬한 뒤 iArray[1]을 두 번째 최솟값으로 출력했다. 정렬 흐름은 "현재 위치부터 끝까지 최솟값 위치를 찾고, 현재 위치와 교환"이다.

int iLoop;
int iSearchIndex;
int iMinIndex;
int iTemp;

for (iLoop = 0; iLoop < SIZE; iLoop++)
{
    iMinIndex = iLoop;

    for (iSearchIndex = iLoop; iSearchIndex < SIZE; iSearchIndex++)
    {
        if (iArray[iSearchIndex] < iArray[iMinIndex])
        {
            iMinIndex = iSearchIndex;
        }
    }

    iTemp = iArray[iLoop];
    iArray[iLoop] = iArray[iMinIndex];
    iArray[iMinIndex] = iTemp;
}

printf("두 번째 최솟값: %d\n", iArray[1]);

 

정렬 전 배열이 {4, 6, 3, 8, 2, 5, 3, 7, 9, 1}이면

정렬 후는 {1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}가 되고,

두 번째 최솟값은 2다.

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오늘 느낀 점

• 배열의 거의 모든 성질(통째 복사 불가, 함수에서 원본 변경, arr[i]의 동작)이 "배열 이름 = 첫 요소의 주소"라는 한 사실에서 나온다는 게 핵심이었다.
• 인덱스 0부터, a=b 불가, 배열 swap 성공처럼 직접 부딪혀 본 것들이 오래 남았다. 특히 swap을 값/주소로 나란히 비교한 게 도움이 컸다.
• 배열이 포인터와 깊이 맞닿아 있다는 예감이 강하게 들었다. 여기를 잘 잡아두면 다음 포인터가 수월할 것 같다.

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한 걸음 더

• C는 배열 인덱스가 범위를 벗어나도 검사해주지 않는다. int a[5]에서 a[10]에 값을 써도 컴파일·실행이 되지만, 엉뚱한 메모리를 건드려 다른 변수를 망가뜨리거나 프로그램이 죽는다. 이 "경계 검사 없음"이 C의 빠른 속도의 이유이자 보안 취약점(버퍼 오버플로)의 원천이기도 하다.
• 배열 이름이 주소라는 사실은 다음 글에서 배울 포인터와 직결된다. arr[i]는 사실 내부적으로 *(arr + i)로 해석되는데, 배열과 포인터가 깊이 맞닿아 있음을 보여준다. 배열을 잘 이해해두면 포인터가 한결 쉬워진다.
• 배열 크기는 컴파일 시점에 정해지는 고정값이라, 실행 중에 늘리거나 줄일 수 없다. "입력 개수를 모를 때"처럼 크기를 유연하게 다루려면 동적 할당(malloc)이 필요한데, 이건 포인터를 배운 뒤에 다룬다.

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