[C] C언어 특성 정리 (1) - 선언,정의,static,extern,enum,union,빌드과정

## 목차

 1- 선언 & 정의 개념
 2- 전방선언 개념
 3- static & extern 개념
 4- enum, union 개념
 5- 빌드 과정 총정리 (컴파일 언어)

 

 

## 선언& 정의

 / 선언 : 이런 변수/함수/타입이 어딘가에 있다 알려주는 것

    - 메모리 할당 X

    - 보통 <.h> 헤더파일에 들어감 (**헤더파일 : 다른 파일에 제공할 기능 알리는 설명서 역할)

// 선언 예)
int x;
int fn(int a);

 

/ 정의 : 실제 메모리를 할당하거나 함수 내용 구현

    - 보통 <.c> 소스파일에 들어감 (** 소스파일: 알려준 기능들로 실제 작동 구현 담은 파일)

//정의 예)
int x = 10; //메모리 생성됨
int fn(int a) {
	return a+1;
}

 

 

 

 

## 전방선언 forward declaration

 : 컴파일러에게 어떤 식별자(함수/구조체)가 나중에 정의될 거라고 미리 알려주는 행위

void print_hello(); // forward-declare

int main(){
	print_hello();
}

void print_hello(){
	printf("hello!");
}

 

 

 

 

## static / extern

/ static (정적)

 : 해당 파일 내부에서만 접근가능한 함수/변수 선언할 때 붙는 키워드 (제한 및 유지)

    - 주 용도:  해당 파일만의 비공개 함수/변수 만들 때

 

    - 특정 함수 내부에서 변수 앞에 붙이면, 해당 변수 내에서만 접근 가능

        (but. 메모리 할당은 전역변수처럼 프로그램 종료시까지 유지됨)

static int priv_val = 10;

static void priv_func(){ .... };

void counter(){
	int norm_count = 0;
	static int stat_count = 0; #프로그램 시작 시 0으로 초기화, 값 유지(다시 실행 안되는 코드)
    
    norm_count++;
    stat_count++;
    
    printf("norm: %d, stat: %d", norm_count, stat_count);
}

counter();	>> norm: 1, stat: 1
counter();	>> norm: 1, stat: 2

 

/ extern (외부)

 : 다른 소스파일에 정의되어 있는 변수/함수를 현재 파일에서 사용하겠다는 것을 컴파일러에게 알리는 키워드(공유 및 선언)

    - 주 용도: 분할 컴파일 환경에서 다른 .c파일에 정의된 전역변수를 현재 파일에서 참조할 때

    - 정의가 아닌 선언 역할만 함 (메모리 할당X , 단순히 해당 이름의 함수/변수가 어딘가에 정의되어있다 알려주기만)

## file_1.c ========
int shared_d = 50;

## file_2.c ========
extern int shared_d;

void access_shared_d(){
	printf("shared data: %d", shared_d); # 50
}

 

 

 

 

## enum, union

/ enum (열거형)

    : 정수형 상수들에 의미있는 이름 부여하는 키워드

    - 주 용도: 가독성 높이기, 실수 줄이기

    - 자료형: 정수형 상수로 처리됨

    - 값 할당: 첫번재요소 0 ~ (1씩 증가) // 사용자가 값 지정 가능

enum Weekday {
    SUN,	// 0
    MON,	// 1
    TUE,	// 2
    WED = 5,	# 사용자 지정
    THU,	// 6 (이전 값에서 1 증가)
    FRI,	// 7
    SAT		// 8
}

## >> 0,1,5 등의 숫자 대신 SUN,MON 같은 의미있는 이름 사용 가능
enum Weekday today = MON
if (today == WED) {...}

 

/ union (공용체)

 : 여러 멤버 변수가 같은 메모리 공간을 공유하는 특수 자료형

    - 주 용도 : 메모리 절약 / 하나의 메모리 영역을 여러 방식으로 해석할 때

    - 특징: * union의 크기는 멤버 중 가장 큰 자료형의 크기

                * 한 번에 오직 하나의 멤버만 유효한 값 가짐 (한번 저장 시, 다른 멤버 값은 덮어씌어짐/오염됨)

union Data {
    int i;
    float f;
    char c;
}
# union Data 크기: 4Byte (가장 큰 멤버 크기)

## union 사용 ========
union Data my_d;

my_d.i = 10;
print("i 값: %d", my_d.i); # >> i 값: 10

my_d.f = 3.14; # >> f에 값 저장하면, 이전에 저장된 i값은 사라짐

 

 

 

 

## [소스코드 --> 실행코드] 생성 과정  (컴파일 언어)

# 빌드 과정

 1-전처리(Preprocessing) 

 2-컴파일(Compiling)

 3-링킹(Linking)

 

** cf. 인퍼트리어언어(파이썬 등)  - 과정: 소스코드 -> 바이트코드 -> PVM 해석/실행

============

 

1) 전처리 과정

 : ((전처리기))--- 소스코드 수정,확장 작업 (단순 텍스트 치환,조작)

    - #include 처리 (헤더파일(.h) 내용을 소스파일에 그대로 "삽입")

    - #define 처리 (정의된 매크로를 실제 값/코드로 "치환")

    - 주석 제거 (//, /* */ 붙은 텍스트 "삭제")

''' C언어_<매크로> 개념 '''
 -역할: 코드 치환, 상수 정의
 -구현: #define, #include 등
 -처리: 전처리 단계에서 실제 값/코드로 치환됨
 -(ex): #define PI 3.14  /  #define SQUARE(x) ((x) * (x))
 
''' 일상_<매크로> 개념 '''
 -역할: 반복작업/자동화 프로그램
 -구현: python script, AutoHotKey 등의 매크로 프로그램
 -처리: 런타임(실행중에)
 -(ex): 채팅 매크로(미리 입력한 멘트 자동 반복전송), 티켓팅 메크로(예매버튼 초단위로 자동 클릭) 등

 

 

2) 컴파일 과정

 : 전처리된 소스파일 --- ((컴파일러, 어셈블러)) ---> 기계어코드

    - 컴파일러:  소스코드 문법 오류 검사, 이를 어셈블리어 코드로 번역

    - 어셈블러:  어셈블러 코드를 이진 기계어로 최종 변환

 

3) 링킹

 : 기계어코드 --- ((링커)) ---> 최종 실행파일

    - 목적파일 병합  (프로젝트의 모든 목적파일들 하나로 합침)

    - 심볼 해결  (각 목적파일에 남아있는 외부 참조 심볼의 실제 정의 찾아 연결)

    - 라이브러리 연결  (printf()나 scanf() 같은 표준 라이브러리 함수들의 기계어코드 찾아 연결시킴)

    - 주소 재배치 

         > 최종실행파일 내에서 모든 코드와 데이터의 상대적인 위치 결정

         > 각 함수/변수가 프로그램 내에서 가지게 될 최종 주소정보 확정

'''C_ 심볼 Symbol'''
# 의미 : 코드 구성하는 식별자(이름)
# 종류 : 함수 이름, 전역변수 이름, 정적변수 이름
# 분류 : 정의 심볼 / 참조 심볼(외부 모듈에서 정의 찾아와야하는 심볼)
    -정의 심볼 ex) phase_1()함수를 정의한 phases.c 파일의 phase_1
    -참조 심볼 ex) main.c 파일에서 호출하는 phase_1() / printf()

 

>> 모든 과정을 거쳐 실행 파일이 만들어지면,

모든 함수,변수의 주소가 확정 되어있고 외부 라이브러리함수까지 연결된 완벽한 기계어 프로그램 완성됨

 

>> os의 로더(loader)에 의해 메모리에 로드되어 바로 실행 가능해짐