[C++ Basics] Lecture 1: 자료형

 

 

 

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1.주석

 

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• 설명(코드)의 역할, 필요한 내용들을 설명하여 달아놓는다   
• // 이후에 작성한 문자는 코드로 인식되지 않는다

 

 

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2.자료형 (Data Type)

 

같은 정수형 혹은 실수형 자료형이라도, 어떤 자료형을 선택했는지에 따라 크기가 달라짐

 

 

변수의 크기: (크기 단위, byte)

1 byte = 8 bit: $2^{8} = 256$개의 state를 표현가능

• 1bit = value가 있다(1), 없다(0)
• $2^{10} = 1 KB(Byte)$, $2^{20} = 1 MB(Byte)$, $2^{30} = 1 GB(Byte)$, $2^{40} = 1 TB(Byte)$
• unsigned: 0 ~ 255 (부호 고려 X) -> 8개 bit를 모두 데이터 비트로 생각하고 작업을 진행
• signed: -128 ~ 127 (부호 고려 O) -> 8개 bit를 모두 데이터 비트로 생각하지 않고 MSB를 부호 비트로 생각하고 작업을 진행
  • MSB가 1이면: -1 ~ -128 
  • MSB가 0이면: 0 ~ 127

 

 

음수 Concept: $-N$   ->   $N + ?  = 0$ N과 더해서 0이 되는 수 = Complement

 

(Diminished) Radix Complement

• (r - 1)'s complement of N = $( (진수)^{자릿수} - 1 ) - 원래 숫자$
• r's complement of N = $(진수)^{자릿수}  - 원래 숫자$
• (r-1)의 보수 + 1 = r의 보수
• 1's complement: 0 <-> 1 switch
• 2's complement: 0 <-> 1 switch & 끝에 +1
  • MSB = 1이면 음수이므로 바로 보수 취하고 앞에 (-) 붙여서 어떤 수인지 체크

 

Human: Signed(부호) - Magnitude(크기)

Computers: Signed(부호) r's Complement(보수)  

 

동일한 메모리 크기 공간에 동일한 값이 채워졌어도 해석하는 방식(관점)에 따라 value가 다르게 해석될 수 있다

• 11111111: unsigned char의 경우 255라고 인식하지만, char의 경우 -1이라고 인식한다

 

 

Complements / Diminished Radix Complement

 

 

Radix Complement / Complement of the Complement

 

 

Subtraction with Complements

 

 

Subtraction with Complements

 

 

Signed Binary Numbers 

 

 

정수형과 실수형은 메모리를 다루는 방식이 완전히 다르다: 둘을 혼동해서 사용하지 말아야 함

정수는 정수끼리 실수는 실수끼리 연산하되, 두 표현방식의 피 연산자가 연산될 경우 명시적으로 반환하자

 

 

정수형

 

정수형은 bit라는 한정적인 공간 안에서 2진수로 각각의 숫자들을 대응

숫자의 표현 범위가 한정적임

 

• char(1)
  • unsigned char: 0 ~ 255
  • (signed) char: -127 ~ 128
• short(2)
  • $2^{16} = 65536$개의 state 표현 가능
• int(4)
• long(4)
• long long(8)

 

 

실수형

 

부동소수점이라는 실수 표현 체계를 따름 (부호에 따라 MSB설정 -> 절댓값 2진수 변환 -> 소수점 제거 -> 앞에서 끊기)

특정 실수에 딱 떨어지는 bit 값이 존재하는 것이 아니라 그에 근사한 값으로 bit값을 세팅

실수 표현방식은 정밀도에 의존하므로, double(8) 자료형이 float(4)보다 더 아래의 소수점까지 정확하게 표현이 가능하다

 

 

실수를 상수로 적을 경우 소수점 뒤에 f를 붙이면 float 자료형으로, f를 붙이지 않으면 double 자료형으로 간주

 

• float(4): 소수 맨 마지막에 f를 붙인다
  • 10.2415f
• double(8): 소수 그자체로 둔다
  • 10.2415

 

 

int data  = 0 ;

-> int 형 변수이므로 저장되는 데이터의 크기가 4 byte이고, 정수형 데이터가 저장될 것이다

 

// 주석
// 설명 역할, 코드로 인식되지 않는다.

int main()
{

    // 자료형 (크기 단위, byte): Data type
    // 정수형: char(1), short(2), int(4), long(4), long long(8)
    // 실수형: float(4), double(8)

    // int: 자료형
    // data: 변수명

    int data = 0;

    // 1 Byte로 양수만 표현
    // 256가지 -> 0 ~ 255
    unsigned char c = 0;
    c = 255;
    c = 256; // overflow 발생하여 0반환
    c = -1;  // 11111111으로 인식하여 255 반환

    // 1 Byte로 양수, 음수 둘 다 표현
    // 256가지 -> -128 ~ 127
    char c1 = 0;
    c1 = 255; // 11111111으로 인식하여 -1 반환 (1의 보수)

    // 음의 정수 찾기 (2의 보수법)
    // 대응되는 양수의 부호를 반전 후, 1을 더한다

    int a = 4 + 4.0;

    // 정수표현 방식과 실수표현 방식은 다르다
    // 실수 표현방식은 정밀도에 의존한다
    // 따라서 double(8) 자료형이 float(4)보다 더 아래의 소수점까지 정확하게 표현이 가능하다

    // 정수는 정수끼리 실수는 실수끼리 연산하되, 두 표현방식의 피 연산자가 연산될 경우 명시적으로 반환하자

    float f = 10.2415f + (float)20;

    return 0;
}