숫자의 형변환

 C언어는 다양한 자료형이 있습니다. 서로 다른 두 자료형을 연산해주기 위해서는 어느 한 자료형을 다른 자료형으로 형변환(캐스팅, casting) 해주어야 연산을 진행할 수 있습니다. 오늘은 자료형, 특히 숫자 자료형의 형변환에 대해 알아보겠습니다.

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상수의 기본형

 형변환을 알아보기 전에 숫자 상수의 기본 타입을 알아야합니다. C언어에서 숫자라 함은 일반적으로 정수(char, short, int 등)와 실수(float, double 등)로 나누게 됩니다.

 첫 순서로 정수형 상수의 타입을 알아봅시다.

char ch1 = 65;
short wch1 = 300;
int var1 = 900;
int var2 = 12'000; // 숫자가 길면 이렇게 홑따옴표(')로 구분할 수 있습니다.

 이 상수들의 타입은 무엇일가요? ch1은 char, wch1 = short, var1 = int, var2 = int입니다. 물론 변수는 그 타입을 알아보기가 쉽지만, 이들 {65, 300, 900, 12'000}의 타입은 무엇일까요? int입니다. 따로 접미어나 캐스팅을 진행하지 않았을 때 기본 타입은 int로 설정됩니다. 

상수에 마우스 커서를 올리면 자료형을 볼 수 있습니다.

 

 이제보니 정수 상수 자체는 모두 int타입으로 되어있네요.

 실수의 경우 기본적으로 double을 자료형으로 가집니다. 이러한 기본 자료형의 특성으로 인해 접미어, 명시적 형변환을 해주지 않으면 표현가능한 범위는 int, double의 범위를 가집니다.

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암시적 형변환

 처음, 자료형이 다른 두 피연산자를 연산할 때는 어느 하나를 다른 하나의 자료형 타입으로 형변환 해주어야 한다고 했습니다. 그렇다면 모든 경우에 대해 개발자가 일일이 형변환을 해주어야할까요? 아닙니다. 연산자가 다른 피연산자를 컴파일 하게 되면 컴파일러는 두 피연산자를 평가하여 좀 더 범위가 큰 자료형을 수정을 하여 연산을 합니다. 즉, 아래 표와 같이 연산이 진행됩니다.

연산식	결과
char + short	short
char + int	int
int + short	int
char + float	float
float + double	double
int + double	double

 이를 암시적 형변환이라고 합니다. 정수와 실수가 연산이 되면 정수가 실수처리되어 연산이 이루어집니다. 즉, 평가하는 두 값 중 더 큰 값에 맞추어 자동으로 캐스팅이 이루어지는 것을 암시적 형변환이라고 합니다. 암시적 형변환은 개발자를 편하게하는 문법이기도 하지만 제대로 사용하지 않으면 오히려 논리적 오류를 낼 수 있는 독이 될 수 있음을 인지해두세요.

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명시적 형변환

 암시적 형변환이 있다면, 명시적 형변환도 있습니다. C에서는 형변환 하고자 하는 대상 앞에 "(자료형)"을 붙여 형변환을 하는데요, 예시 코드는 아래와 같습니다.

char a = (char)12;
float b = (float)14;
int c = (int)123.123;

 형변환에 사용할 수 있는 자료형으로는 언어에서 자체적으로 지원하는 int, double과 같은 빌트인(Built-in Data-type) 자료형뿐만 아니라 사용자가 직접 정한 사용자 지정 자료형(User-defined Data-type)으로도 캐스팅 할 수 있습니다.

 암시적 자료형보다는 복잡하고 작성해야 하는 부분들이 더 많기 때문에 귀찮은 것은 사실이지만, 데이터를 원하는대로 캐스팅해 사용할 수 있고 변경될 자료형이 눈에 보이므로 논리적 오류를 덜 발생시킵니다.

 

※ 빌트인 자료형과 사용자 지정 자료형에 대해서는 링크의 7번 항목을 참고하세요.

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자주하는 실수

 암시적 형변환이 독이 될 수 있다고 말씀드린 것처럼 발생할 수 있는 문제가 하나 있습니다. 일반적으로 1/2는 무엇인가요? 0.5입니다. 그러나 컴퓨터 연산(C/C++)을 진행하면 1/2는 0이 결과(-1/2 또한 결과 0)가 됩니다. 이 때문에 실수로 0.5가 반환될것이라고 믿고 이렇게 작성을 하게 되면 결과값이 제대로 나오지 않는 문제가 발생합니다.

// 이 코드를 실행하면 test값은 0.5가 나올것 같지만 실제로는 0이 됩니다.
#include <stdio.h>

int main(void) {
	
	float test = 1/2;

	printf("%f", test);


	return 0;
}

 이 코드에서 1/2가 0.5가 나오도록 하기 위해서는 다음과 같이 작성해야합니다.

// 아래 코드 중 한 가지를 선택할 수 있습니다.
// 이 외에도 더 많이 있습니다.

float test = 1/2.0;
float test = 1.0/2;
float test = (float)1/2;
float test = 1/(float)2;
float test = (double)1/2;
float test = 1/(double)2;

 이러한 문제는 각 언어마다 차이를 두고 있기 때문에 다른 언어, 대표적으로 파이썬의 경우에는 0.5 정상적으로 나오게 됩니다. 형변환은 언어의 특성을 타기 때문에 본인이 사용하는 언어가 어떤 식으로 연산을 처리하는지 인지하고 있어야합니다.

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