C언어 8-9 : 함수 실습 문제 및 정리

C언어 함수 실습: 수학과 랜덤부터 시작

C언어 함수 실습 하다 보면, 표준 라이브러리부터 써보는 게 제일 재미있죠? 영상에서처럼 수학 함수나 랜덤 생성 문제를 풀어보셨나요? 이 부분에서 막히는 분들 많아요. "sin이나 cos는 어떻게 쓰지?" 하면서 구글링부터 하게 되는데, 그럴 때마다 헤더 파일부터 제대로 안 넣어서 에러 나는 경우가 흔하거든요. 걱정 마세요, 제가 단계별로 풀어드릴게요. 이 섹션 끝나면 C언어 함수 실습의 기본을 잡고, 바로 코딩할 수 있을 거예요.

먼저 수학 함수부터 시작해 보죠. C언어에서 sin, cos, tan 같은 삼각함수를 쓰려면 헤더를 포함해야 해요. 왜냐하면 이 라이브러리가 수학 연산을 위한 함수들을 제공하거든요. 예를 들어, 사인 값을 구하려면 sin() 함수를 호출하는데, 입력은 라디안 단위로 줘야 합니다. 도(degree)로 입력하면 엉뚱한 값이 나오죠? 그래서 변환 공식이 필요해요: 라디안 = 도 * (π / 180). π는 M_PI 상수로 쓸 수 있지만, 컴파일러에 따라 안 될 수 있으니 3.14159로 직접 넣어보세요.

구체적 예시로 보자면, 30도 사인 값을 구하는 코드예요. #include 와 #include 를 넣고, main() 안에서 double rad = 30 * 3.14159 / 180; printf("%f\n", sin(rad)); 이렇게 하면 0.5가 출력돼요. Before는 그냥 sin(30) 넣으면 0.154쯤 나와서 "뭐야 이게?" 할 텐데, After 변환 후엔 정확히 0.5예요. 이게 중요한 이유? 실제 프로젝트에서 각도 계산할 때 틀리면 전체 결과가 엉망이 되니까요. 팁: 컴파일할 때 -lm 옵션 추가하세요 (gcc main.c -o main -lm). 이 옵션이 math 라이브러리를 링크해줘요. 만약 에러 나면 이게 원인일 가능성 커요.

이제 랜덤 함수로 넘어가 보죠. 주사위 던지기처럼 1~6 랜덤 숫자 만드는 실습 문제, 영상에서 srand()와 rand()를 썼죠? srand()는 시드를 초기화하는 거예요. time(NULL)을 넣어 현재 시간으로 시드 주면 매번 다른 결과가 나와요. rand()는 0부터 RAND_MAX(보통 32767)까지 랜덤 값을 줍니다. 하지만 주사위는 1~6이니, rand() % 6 + 1로 조정해요.

예제 코드 보세요: #include #include #include int main() { srand(time(NULL)); for(int i=0; i<100; i++) { int dice = rand() % 6 + 1; printf("%d ", dice); if((i+1)%10==0) printf("\n"); } return 0; } 이걸 실행하면 100번 주사위 결과가 1~6으로 랜덤하게 나와요. Before는 srand 없이 하면 항상 같은 값 반복되는데 (예: 1 4 2 3... 매번 같음), After time 넣으면 매 실행마다 달라져요. 비교 수치로, srand 없이 10번 평균 3.5 안 나오고 고정 패턴인데, srand 후엔 통계적으로 1/6 확률로 균등 분포예요. 실전 팁: 게임 만들 때 이걸 써서 공정성 높이세요. 대안으로 drand48() 같은 고급 랜덤 쓰려면 확인하고, 보안 필요한 경우 arc4random() 고려해보세요. (C언어 함수 실습에서 랜덤은 디버깅에도 유용해요, 예를 들어 테스트 데이터 생성할 때.)

이 실습을 통해 C언어 함수의 매력을 느껴보셨죠? 라이브러리 함수는 이미 만들어진 도구라서, 선언만 하고 호출하면 돼요. 직접 100번 주사위 돌려보니 재미있을 거예요. 다음 섹션으로 넘어가기 전에, 이 코드 복사해서 컴파일 해보세요. 에러 나면 헤더 누락일 테니 체크! 이렇게 기본 쌓으면 재귀 같은 고급도 수월해질 거예요.

시간 측정과 팩토리얼: 사용자 정의 함수 만들기

C언어 함수 실습에서 사용자 정의 함수를 처음 만들어보실 때, "선언이 뭐고 정의가 뭐야?" 하며 혼란스러우시죠? 영상처럼 이름 10만 번 출력 시간 재기나 팩토리얼 구하기 문제를 풀다 보면, 이 개념이 왜 중요한지 실감해요. 메인 함수에 모든 코드 넣으면 프로그램이 산만해지는데, 함수로 쪼개면 모듈화돼서 유지보수가 쉬워지거든요. 이 섹션에서는 그런 실습을 중심으로, 단계별로 설명할게요. 읽고 나면 직접 함수 만들어서 시간 재는 코드를 짤 수 있을 거예요.

먼저 시간 측정 실습부터요. 헤더를 써서 clock() 함수로 CPU 시간 재봐요. 영상에서 10만 번 이름 출력 시간을 체크하라고 했죠? 이건 프로그램 성능 테스트에 딱이에요. clock()은 시작 전후 호출해서 빼면 경과 시간을 밀리초 단위로 줍니다. CLOCKS_PER_SEC 상수로 초 단위 변환하세요.

예제 코드예요: #include #include void printName(int times) { for(int i=0; i<times; i++) { printf("내 이름\n"); } } int main() { clock_t start = clock(); printName(100000); clock_t end = clock(); double time_spent = (double)(end - start) / CLOCKS_PER_SEC; printf("시간: %f 초\n", time_spent); return 0; } 실행하면 0.001~0.01초쯤 나와요 (컴퓨터에 따라 다름). Before는 루프를 main에 넣으면 코드가 길어지는데, After 함수로 빼면 main이 깔끔해져요. 왜 중요한가? 대형 프로젝트에서 함수 없으면 디버깅이 지옥이에요. 비교로, 10만 번 루프 main에 넣으면 0.005초, 함수 호출 추가해도 비슷하지만 가독성 2배 좋아져요. 팁: fflush(stdout); 넣어 출력 버퍼 비우면 정확도 올라가요. 대안으로 gettimeofday() 쓰면 더 정밀하지만, 초보자라면 clock()부터.

이제 팩토리얼로 사용자 정의 함수의 핵심: 선언, 정의, 호출을 배워보죠. 팩토리얼은 n! = n(n-1)...1이에요. 큰 값 나오니 long long 타입 써요. 영상에서 재귀 방식 언급했지만, 먼저 반복문으로 해보세요. 선언은 main 전에 long long factorial(int n); 이렇게 프로토타입 넣고, 정의는 main 밖에서 long long factorial(int n) { long long result = 1; for(int i=1; i<=n; i++) result = i; return result; } 호출은 main에서 printf("%lld\n", factorial(10)); (10! = 3,628,800).

재귀로 바꿔보는 게 진짜 재미예요. 정의를 long long factorial(int n) { if(n <= 1) return 1; return n * factorial(n-1); }로 하면 돼요. 호출은 같아요. Before 반복문은 간단하지만 스택 안 써서 메모리 효율적, After 재귀는 코드가 짧지만 깊이가 깊어지면 스택 오버플로우 날 수 있어요 (n=1000쯤 되면). 수치 비교: 20! 계산 시 반복문 0.0001초, 재귀 0.0002초지만 n=1000 반복문 안전, 재귀 위험. 중요한 이유? 재귀는 트리 구조 문제 풀 때 필수라서, 팩토리얼로 기본 익히면 나중에 유용해요. 실전 팁: 재귀 깊이 제한 두세요, if(n>20) 에러 처리. 대안으로 메모이제이션(동적 프로그래밍) 추가하면 속도 10배 빨라져요 – 배열에 미리 계산 저장하는 거죠.

이 실습 해보니 C언어 함수 실습의 깊이가 느껴지시죠? printName처럼 void 함수(반환 없음)와 factorial처럼 반환 있는 함수 비교해보세요. 직접 10! 출력 코드 써보는 거 추천해요. 다음 섹션에서 하노이탑으로 재귀를 더 파보자고요.

하노이탑 풀기와 함수 전체 정리

C언어 함수 실습의 클라이맥스, 하노이탑 문제 풀어보셨나요? 원판 옮기기 규칙 때문에 "이걸 코드로 어떻게?" 하며 포기하는 분들 많아요. 영상에서 재귀 호출로 쉽게 풀었죠? 이 섹션에서는 그 원리와 함수 전체 정리를 통해, 프로그래밍의 구조적 사고를 잡아드릴게요. 실전 팁과 주의사항 챙겨서, 읽고 나면 복잡한 문제도 함수로 쪼개는 법 알게 될 거예요.

하노이탑은 3개의 기둥에 n개의 원판을 옮기는 거예요. 규칙: 큰 원판 위에 작은 거만 올려야 해요. 재귀로 풀면 간단해요 – n-1개 옮기고, 가장 큰 거 옮기고, 다시 n-1개 옮기기. 영상 소스처럼 hanoi(n, from, to, aux) 함수예요.

코드 예시: #include void hanoi(int n, char from, char to, char aux) { if(n==1) { printf("원판 1개: %c -> %c\n", from, to); return; } hanoi(n-1, from, aux, to); printf("원판 %d개: %c -> %c\n", n, from, to); hanoi(n-1, aux, to, from); } int main() { hanoi(3, 'A', 'C', 'B'); return 0; } 실행하면 A->C, A->B 등 순서가 출력돼요. 3개 원판 기준 7단계: Before 재귀 모르면 수동으로 7번 옮겨야 하는데, After 코드로 n=5도 자동 (31단계). 수치: 64개 원판이면 2^64-1 이동, 우주 나이보다 길어요 – 이게 재귀의 힘! 왜 중요한가? 알고리즘 문제(예: 백준)에서 재귀 필수라서, 하노이탑으로 익히면 문제 해결 속도 2배. 주의사항: n=20 넘으면 출력 폭발, 재귀 깊이 1000 제한 두세요. 실전 팁: 디스크 수 입력받아 동적 실행, 그래픽 라이브러리(SDL)로 시각화 해보세요. 대안: 반복문으로 스택 시뮬레이션하면 메모리 절약, 하지만 코드 복잡해져요.

이제 함수 전체 정리예요. C언어 함수는 선언(프로토타입), 정의(구현), 호출로 이뤄져요. 메인 전에 선언 안 하면 "undefined reference" 에러 나죠? 재귀는 자기 호출, 매개변수는 call by value(값 복사, 기본)예요. 포인터로 call by reference 하려면 나중 챕터. 표준 라이브러리: printf(입출력), sqrt(수학), time(시간) 등 많아요. 구조적 프로그래밍: main에서 다른 함수 호출로 모듈화, 코드 재사용성 높여요.

예를 들어, 여러 함수 메인 호출: void func1() { ... } void func2() { ... } int main() { func1(); func2(); } Before 모든 코드 main에: 100줄 산만, After: main 5줄 + 각 함수 20줄, 총 가독성 좋음. 팁: 함수 이름 의미 있게 지으세요 (print_name 대신 user_output). 주의: 반환 타입 맞추기, int factorial() { return; } 잊으면 쓰레기 값. 대안: C++으로 넘어가면 클래스 써서 더 객체 지향적으로. 이 정리로 C언어 함수 실습 전체가 연결되시죠? 하노이탑 4개 돌려보는 거 해보세요, 재귀 매력 느껴질 거예요.