[잼민이도 이해하는 C언어 강의] 8. 반복문 / #while, #for, #do-while

[잼민이도 이해하는 C언어 강의] 8. 반복문 / #while, #for, #do-while

 

지난 C언어 강의에서는

조건문이라는 문법을 배웠습니다.

 

지난 강의 보러가기

 

조건문을 통해 특정한 조건을 만족할 때에만

실행할 수 있는 구조를 만드는 방법을 배웠는데

 

이번에는

특정한 조건을 만족한다면

계속 반복 실행할 수 있는 구조를 만드는

반복문에 대해서 배워보도록 하겠습니다.

 

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1. while

2. for

3. do-while

4. break, continue

5. 중첩된 반복문

 

반복문에는 3가지의 종류가 있습니다.

if문에서 학습했던

if, else-if, else는 함께 사용하는 용도였지만

 

반복문의 whlie, for, do-while은

모두 하나하나가 성격이 다른 별개의 반복문입니다.

 

서로 다른 성격을 가지고 있기 때문에

상황에 맞게 반복문을 골라서 사용할 수 있어야합니다.

 

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1. while

지난 시간에 학습했던

if문을 떠올려 봅시다.

 

if문은 if(조건식)과 같은 방식으로 사용하며

조건식이 참인경우 { } 내부를 실행하도록 설계된 문법이었습니다.

 

while도 비슷한 생김새를 가집니다.

 

아래 코드를 먼저 확인해봅시다.

#include <stdio.h>
int main(void)
{
	int a = 1;
	
	while(a < 5)
	{
		printf("#%d\n",a);
		a++;
	}
	
	return 0; 
}

 

if문과 상당히 비슷하죠?

 

작동 방식도 비슷합니다.

 

 

if문은 조건식이 참이라면 실행을 하고,

거짓이라면 실행을 하지 않는 구조였지만

 

whlie문은 조건식이 참이라면 실행을 하고,

{ } 를 빠져나오지 않고,

조건식을 한번 더 확인합니다.

 

만일 조건식이 또 참이라면

{ } 를 한번 더 실행합니다.

 

따라서 조건식이 거짓이될 때까지

즉, 조건식이 참인 동안에 반복되는 구조입니다.

(실제로 while은 ~동안에 라는 뜻을 가진 영단어죠)

 

따라서 아래와 같은 실행 결과를 보여줄 수 있습니다.

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2. for

 

for문에 대해서 설명하기 앞서

반복문의 기본 구조에 대해서 알아봅시다.

 

반복문에 들어가는 3요소가 있습니다.

조건식, 초기식, 증감식입니다.

 

반복문 삼형제

조건식은 반복문을 계속해서 작동시킬지 중단할지를 결정하는

중요한 요소기때문에 꼭 있어야하며,

 

초기식은 조건식을 처음에 확인하기 위해서

꼭 있어야하는 중요한 요소입니다.

초기 데이터가 없다면 조건식도 올바르게 작동할 수 없겠죠?

 

마지막 증감식은 초기 데이터에서 데이터를 증가 또는 감소시키는 식입니다.

이를 통해 반복문의 조건식을 언젠가 거짓으로 바꿔버릴 수 있습니다.

반복문은 조건식이 거짓이 되기 전까지

계속해서 실행됩니다.

따라서 증감식은 반복문이 올바르게 종료될 수 있도록 도와주기 위해

필요한 식입니다.

 

따라서 위 3요소인 조건식, 초기식, 증감식은 

반복문에 필요한 3요소입니다.

 

위에서 먼저 보았던 while 예제도 마찬가지입니다.

잘 보면 이 3요소가 포함되어 있습니다.

#include <stdio.h>
int main(void)
{
	int a = 1; // 초기식
	
	while(a < 5) // 조건식
	{
		printf("#%d\n",a);
		a++; // 증감식
	}
	
	return 0; 
}

이렇게 말이죠

 

하지만 whlie문은 ( ) 내부에 

조건식만 작성할 수 있도록 설계되어 있습니다.

 

for문은 ( ) 내부에 초기식, 조건식, 증감식을 모두 작성할 수 있도록

설계된 반복문입니다.

 

for(초기식 ; 조건식 ; 증감식)

과 같은 방식으로 작성합니다.

 

아래 코드를 보겠습니다.

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int i;
	
	for(i=0;i<5;i++)
	{
		printf("#%d\n",i);
	}
	
	return 0; 
}

 

실행 결과는 아까와 동일하지만

내부 구조가 while과 다른 것을 볼 수 있습니다.

 

; 기호를 기준으로 초기식, 조건식, 증감식이

for문에 모두 작성되어 있습니다.

 

 

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3. do-while

do-while문은

while과 매우 비슷합니다.

 

따라서 while와 직접 코드와 실행 결과를 비교하면서

do-while에 대해서 알아봅시다.

 

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int a = -1;
	
	while(0 < a)
	{
		printf("#%d",a);
		a++;
	}
	
	return 0; 
}

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int a = -1;
	
	do
	{
		printf("#%d",a);
		a++;
	}while(0 < a);
	
	return 0; 
}

비슷해 보이지만

두 코드는 다른 코드입니다.

 

위 코드는 앞서 배운 while문으로 작성된 코드이고,

아래 코드는 do-while문으로 작성된 코드입니다.

 

while문으로 작성된 코드부터 살펴봅시다.

 

 

 

"???? 아무것도 안나오는 데요??"

 

 

당연합니다.

 

초기식인 a = -1;과 조건식 0 < a를 보면처음부터 조건이 거짓인 것을 확인할 수 있습니다.

따라서 반복문이 한번도 실행되지 못하고 종료됩니다.

 

 

이번에는 아래 do-while을 활용한 코드를 봅시다.

 

 

분명 초기식, 조건식, 증감식이 모두 동일한데

이번에는 실행이 되었습니다.

 

실행 결과로부터 알 수 있듯이 딱 한 번만 실행된 것으로 보입니다.

 

분명 초기식과 조건식 증감식이 모두 똑같은데

어떻게 된 일 일까요?

 

그 이유는 바로 조건식의 위치입니다.

 

while문의 경우 조건식이 맨 위에 있습니다.

반면 do-while문의 경우 조건식이 맨 아래에 붙습니다.

 

따라서 while문은 반복문 구조가 시작하기 전에

조건을 확인하게 되고,

 

do-while문은 일단 조건과 상관없이 한 번은 실행을 한 뒤

조건을 확인하게 되는 것입니다.

 

그래서 어떠한 조건이 오더라도 do-while문은

최소 한 번은 반드시 실행을 할 수 밖에 없습니다.

 

 

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4. break, continue

break와 continue는

반복문 내부에서 사용할 수 있는 제어문입니다.

 

break부터 알아봅시다.

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int i;
	
	for(i=0;i<10;i++)
	{
		if(5<i)
		{
			break;
		}
		
		printf("#%d\n",i);
	}
	
	return 0;
}

 

break는 번역하면 부수다, 깨부수다 등의 의미를 가지고 있습니다.

 

그 의미 그대로 반복문 내부에서

반복문의 조건식과 관계없이

break가 실행되면 무조건 반복을 중단하는 역할을 수행합니다.

(반복문을 깨부수는...)

 

위 코드도 마찬가지로

구조상 원래는 총 10번 반복되어야 하는 for문입니다.

하지만 중간에 i가 5보다 커지면 중단하는 break 때문에

i는 실제로 5까지만 증가할 수 있습니다.

 

break는 반드시 조건문과 함께 작성해야 합니다.

조건문과 함께 작성하지 않았다고 해서 문법적인 오류는 없지만

조건문이 없다면 break가 실행되자마자 반복문이 종료되는 것이기 때문에

사실상 반복문이 없는 것이나 마찬가지이기 때문입니다.

 

 

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#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int i;
	
	for(i=0;i<10;i++)
	{
		if(i%2 == 0)
		{
			continue;
		}
		
		printf("#%d\n",i);
	}
	
	return 0;
}

 

continue와 break의 차이는 반복 중단 여부에 있습니다.

 

 break는 반복문을 중단하는 역할을 수행했지만

continue는 완전히 중단하지 않고 아래 코드를 생략하는 역할을 수행합니다.

 

continue를 만나면 continue를 기준으로 아래의 코드를 실행하지 않고,

생략한 뒤 다음 사이클로 넘어가게 됩니다.

 

위 코드에서 continue는 

i가 2로 나누어 나머지가 0일 때,

즉, 짝수일 때 실행하기로 하였습니다.

 

따라서 i가 0, 2, 4, 6, 8인 경우

i를 출력하는 부분을 생략하고 다음 사이클로 넘어가게 됩니다.

 

continue 역시

break와 마찬가지의 이유로

조건문과 함께 작성해야 됩니다.

 

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5. 중첩된 반복문

 

조건문 강의에서 학습했던 내용을 기억하시나요?

조건문을 중첩해서 사용할 수 있다는 사실을 강의했었습니다.

 

반복문도 마찬가지입니다.

 

반복문이 중첩된다면 어떤 모습이 될까요.

반복을 반복한다

반복문 중첩은 말로는 이해가 어렵습니다.

아래 예제를 먼저 확인해 봅시다.

 

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int i, j;
	
	for(i=0;i<3;i++)
	{
		for(j=0;j<5;j++)
		{
			printf("*");
		}
		printf("\n");
	}
	
	return 0;
}

반복문 내부에 반복문이 있는

중첩 반복문 구조입니다.

 

안 쪽에 있는 반복문부터 살펴봅시다.

*을 5번 출력하는 반복문을 확인할 수 있습니다.

 

바깥에 있는 반복문은

3번 반복하는 반복문입니다.

 

그럼 정리하자면

*을 5번 출력하는 반복문을 3번 반복한다.

로 해석할 수 있습니다.

 

따라서 별이 5개씩 3줄이 출력되는 결과를 볼 수 있습니다.

 

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중첩 반복 구조를 사용할 때 한 가지 주의해야 될 점은

변수입니다.

 

위 코드에서도 i와 j를 굳이 두 개를 사용했습니다.

 

"i 변수 하나 두 번 쓰면 되지 굳이 변수 왜 두 개 만듬??"

 

i 하나로 중첩 반복문을 표현하게 되면

반복 횟수에 영향을 미치게 됩니다.

 

원래 i가 1씩 증가되어 3번만 실행되는 구조임에도

안쪽의 반복문의 증감식에 의해 i가 또 증가되면서

원하는 형태로 반복될 수가 없는것이죠

 

중첩된 반복문을 사용할 때에는

반복이 아직 끝나지 않았기 때문에

같은 변수를 사용하게 되면 서로에게 영향을 줄 수 있어서

서로 다른 변수를 사용해야 합니다.

 

#include<stdio.h>
int main(void)
{
	int i;
	
	for(i=0;i<3;i++)
	{
		printf("*");
	}
	puts("");
	
	for(i=0;i<5;i++)
	{
		printf("*");
	}
	
	return 0;
}

 

하지만 이처럼 중첩 형태가 아닌

단순히 반복문을 두 번 사용하는 구조의 경우에는

서로 다른 변수를 굳이 두 개 만들 필요가 없습니다.

 

반복문이 중첩된 구조가 아니기에

서로에게 영향을 줄 일도 없을 뿐더러

순서대로 처음 등장한 반복문이 완전히 종료되고

다음 반복문이 실행되는 구조이기 때문입니다. 

 

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중첩 반복문 구조는

흔히 사용되는 방법이고,

응용되어 3번 이상 중첩되기도 하니

이 중첩 반복 구조에 대해서 잘 이해하는 것이 좋습니다.

 

 

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이렇게 오늘은

프로그래밍의 꽃, 반복문에 대해서 알아보았습니다.

 

다음 강의에서는

배열에 대해서 학습해 보도록 하겠습니다.