배열과 문자열 (Array and String)

시스템 소프트웨어

배열과 문자열 (Array and String)

masimelo 2023. 3. 7. 15:29

배열과 문자열

배열

인덱스와 그 인덱스에 대응하는 같은 종류의 데이터들로 이루어진 자료구조
가장 기초적인 자료구조로 대부분의 프로그래밍 언어에서 사용할 수 있음
- 고급 프로그래밍 언어들은 다차원 배열을 지원함
배열은 크게 정적 배열과 동적 배열이 있음

배열의 원소

일반적으로 배열에는 데이터들이 순차적으로 저장됨
- 데이터의 번호가 배열의 시작점부터 데이터가 저장되어 있는 상대적인 위치
배열의 이름과 인덱스를 이용하여 특정 위치의 원소에 접근할 수 있음

정적배열

정적배열
- 크기가 고정되어 있는 배열
- 배열에 저장할 수 있는 데이터의 개수가 고정되어 있음
장점
- 한번 할당하면, 메모리를 추가적으로 할당하거나 해제하지 않아도 됨
- 특정 위치의 데이터에 접근하는 속도가 빠름
단점
- 크기가 고정되어 있기 때문에 필요에 따라 조절할 수 없음
- 일반적으로 스택 영역에 할당 되기 때문에 최대 크기가 제약됨

동적배열

동적배열
- 크기가 고정되지 않은 배열
장점
- 필요에 따라 배열의 크기를 조절할 수 있음
단점
- 필요에 따라 메모릴를 추가적으로 할당하기 때문에, 부가적인 연산이 추가됨

문자열

문자열
- 문자의 순차 수열을 나타내는 자료구조
- 일반적으로, 문자 인코딩과 관련된 문자를 대표하는 일련의 자료값을 저장함
Binary String
- 텍스트로 표시되지 않아도 되는 문자열
Null String
- 아무것도 저장되어 있지 않은 문자열
문자열 리터럴
- 접두사가 없는 큰 따옴표로 구분하는 문자열

C++의 배열

array 컨테이너

#include <array>

template <typename T, std::size_t N> class array;

설명
- c++ STL에 포함되어 있는 정적 배열을 표현하는 컨테이너
- C++ 11에 추가됨
인자
- T : 데이터의 자료형
- N : 데이터의 개수
선언 및 초기화 예시

std::array<int, 5> arr; // 1차원 정수형 배열 선언
std::array<int, 5> arr = {1,2,3,4,5}; // 각 원소 초기화
std::array<int, 5> arr = {0}; // 모든 배열의 원소를 0으로 초기화
std::array<int, 5> arr = {1,2}; // 지정 원소 이외의 모든 원소 0으로 초기화
std::array<std::array<int,5>,5> arr = {0}; //2차원 정수형 배열 선언

멤버함수(iterator)
- iteator begin() noexcept;
  - 배열의 첫번째 원소를 가리키는 반복자를 반환함
- iterator end() noexcept;
  - 배열의 마지막 원소를 가리키는 반복자를 반환함
- reverse_iterator rbegin() noexcept;
  - 배열을 역으로 했을 때, 그 첫번째 원소를 가리키는 역방향 반복자를 반환
- reverse_iterator rend() noexcept;
  - 배열을 역으로 했을 때, 그 마지막 원소를 가리키는 역방향 반복자를 반환
멤버함수(capacity)
- consexpr size_type size() noexcept;
  - 배열의 크기를 반환
- consexpr bool empty() noexcept;
  - 배열이 비어있음의 여부를 반환
멤버함수(element access)
- reference operator[](size_type n);
  - 배열의 n번째 원소를 반환
- reference operator at(size_type n);
  - 배열의 n번째 원소를 반환
- reference front();
  - 배열의 첫뻔째 원소를 반환
- reference back();
  - 배열의 마지막 원소를 반환
- value_type* data() noexcept;
  - 배열을 포인터 타입으로 반환
멤버함수 (modifiers)
- void fill(const value_type& val);
  - 배열의 모든 원소를 val으로 변경
- void swap(array& arr) noexcept;
  - 배열의 모든 원소를 배열 arr과 교환

array 컨테이너 예시

#include <array>
#include <dirent.h>
#include <fcntl.h>
#include <iostream>
#include <pwd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[]) {
    array<int, 8> arr1;
    array<int, 8> arr2 = {0};
    array<int, 8> arr3 = {1, 2, 3, 4};
    array<int, 8> arr4 = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};

    cout << "elements of arr1 : ";
    array<int, 8>::iterator iter;
    for (iter = arr1.begin(); iter != arr1.end(); iter++) {
        cout << *iter << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "elements of arr2 : ";
    for (size_t i = 0; i < arr2.size(); i++) {
        cout << arr2[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "elements of arr3 : ";
    for (size_t i; i < arr3.size(); i++) {
        cout << arr3.at(i) << " ";
    }
    cout << endl;

    cout << "elements of arr4 : ";
    array<int, 8>::reverse_iterator riter;
    for (riter = arr4.rbegin(); riter != arr4.rend(); riter++) {
        cout << *riter << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

#include <array>
#include <dirent.h>
#include <fcntl.h>
#include <iostream>
#include <pwd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[]) {
    array<array<int, 8>, 4> arr = {0};
    array<array<int, 8>, 4>::iterator row;
    array<int, 8>::iterator col;

    cout << "elements of arr : \\n";
    for (row = arr.begin(); row != arr.end(); row++) {
        for (col = (*row).begin(); col != (*row).end(); col++) {
            cout << *col << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    cout << endl;

    int i = 0;
    for (row = arr.begin(); row != arr.end(); row++) {
        (*row).fill(i++);
    }
    cout << "value of arr[0][2]: ";
    cout << (arr.front())[2] << endl;
    cout << "value of arr[1][3]: ";
    cout << (arr.at(1)).at(3) << endl;
    cout << "value of arr[2][2]: ";
    cout << arr[2][2] << endl;

    return 0;
}

vector 컨데이너

#include <vector>

template <class T, class Alloc = allocator<T>> class vector;

설명
- C++ STL에 포함되어 있는 동적 배열을 표현하는 컨테이너
인자
- T : 데이터의 자료형
- Alloc : 할당자의 자료형
선언 및 초기화 예시

std::vector<int> v; //1차원 정수형 동적 배열 선언
std::vector<int> v(5); //기본 크기가 5이고, 0으로 초기화된 동적 배열 선언
std::vector<int> v(5,2); // //기본 크기가 5이고, 2로 초기화된 동적 배열 선언
std::vector<int> v2(v1); :v1과 동일한 동적 배열 선언
std::vector<std::vector<int>> v;// 2차원 정수형 동적 배열 선언

멤버함수(iterator)
- iteator begin() noexcept;
  - 배열의 첫번째 원소를 가리키는 반복자를 반환함
- iterator end() noexcept;
  - 배열의 마지막 원소를 가리키는 반복자를 반환함
- reverse_iterator rbegin() noexcept;
  - 배열을 역으로 했을 때, 그 첫번째 원소를 가리키는 역방향 반복자를 반환
- reverse_iterator rend() noexcept;
  - 배열을 역으로 했을 때, 그 마지막 원소를 가리키는 역방향 반복자를 반환
멤버함수(capacity)
- void resize(size_type n);
  - 배열의 크기를 n으로 변경함
    - 크기가 증가하는 경우에 추가된 원소를 0으로 초기화
    - 크기가 감소하는 경우에 기존의 원소는 유지
- void shrink_to_fit();
  - 배열의 용량의 크기에 맞춰 감소함
- size_type size() const noexcept;
  - 배열의 크기를 반환
- size_type capasity() const noexcept;
  - 배열의 용량을 반환
- bool empty() noexcept const;
  - 배열이 비어있음의 여부를 반환
멤버함수(element access)
- reference operator[](size_type n);
  - 배열의 n번째 원소를 반환
- reference operator at(size_type n);
  - 배열의 n번째 원소를 반환
- reference front();
  - 배열의 첫뻔째 원소를 반환
- reference back();
  - 배열의 마지막 원소를 반환
- value_type* data() noexcept;
  - 배열을 포인터 타입으로 반환
멤버함수 (modifiers)
- void assign(size_type n, const value_type& val);
  - 배열을 n개 원소와 val 값으로 새로 할당
- void push_back(const value_type& val);
  - 배열의 마지막에 val을 추가
- void pop_back();
  - 배열의 맨 마지막 원소 삭제
- iterator insert(const_iterator position, const value_type& val);
  - 배열의 지정한 위치에 val를 추가하고, 그 위치를 가리키는 반복자를 반환
- iterator erase(const_iterator position);
  - 배열의 지정한 위치의 원소를 삭제하고, 그 위치를 가리키는 반복자를 반환
- void clear() noexcept;
  - 배열의 모든 원소 삭제
- void swap(vector& v);
  - 배열의 모든 원소를 배열 v와 교환

vector 컨테이너 예시

#include <array>
#include <dirent.h>
#include <fcntl.h>
#include <iostream>
#include <pwd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[]) {
    vector<int> v(3);
    vector<int>::iterator it;

    cout << "size of v: " << v.size() << endl;
    cout << "capacity of v: " << v.capacity() << endl;

    cout << "elements of v : \\n";
    for (int i = 0; i < v.size(); ++i) {
        cout << v[i] << " ";
    }
    cout << endl << endl;

    for (int i = 0; i < v.size(); ++i) {
        v[i] = i + 1;
    }
    for (int i = 10; i < 15; ++i) {
        v.push_back(i);
    }

    cout << "--- After push_back ---" << endl;
    cout << "size of v: " << v.size() << endl;
    cout << "capacity of v: " << v.capacity() << endl;

    cout << "elements of v: ";
    for (it = v.begin(); it != v.end(); ++it) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl << endl;

    v.pop_back();
    v.pop_back();

    cout << "--- After pop_back ---" << endl;
    cout << "size of v: " << v.size() << endl;
    cout << "capacity of v: " << v.capacity() << endl;
    cout << "elements of v: ";
    for (int i = 0; i < v.size(); ++i) {
        cout << v[i] << " ";
    }
    cout << endl;

    return 0;
}

C++의 문자열

string 컨테이너

#include <string>

typedef std::basic_string<char> string;

설명
- c++ STL에 포함되어 있는 문자열을 표현하는 컨테이너
인자
- 없음
선언 및 초기화

std::string str; // 문자열 선언
std string str = "Hello!"; // 문자열 초기화

멤버함수(iterator)
- iteator begin() noexcept;
  - 문자열의 첫번째 원소를 가리키는 반복자를 반환함
- iterator end() noexcept;
  - 문자열의 마지막 원소를 가리키는 반복자를 반환함
- reverse_iterator rbegin() noexcept;
  - 문자열을 역으로 했을 때, 그 첫번째 원소를 가리키는 역방향 반복자를 반환
- reverse_iterator rend() noexcept;
  - 문자열을 역으로 했을 때, 그 마지막 원소를 가리키는 역방향 반복자를 반환
멤버함수(capacity)
- void resize(size_type n);
  - 문자열의 크기를 n으로 변경함
    - 크기가 증가하는 경우에 추가된 원소를 \0으로 초기화
    - 크기가 감소하는 경우에 기존의 원소는 유지
- void shrink_to_fit();
  - 배열의 용량의 크기에 맞춰 감소함
- size_type size() const noexcept;
  - 문자열의 크기를 반환
- size_type length() const noexcept;
  - 문자열의 길이 반환
- size_type capacity() const noexcept;
  - 배열의 용량 반환
- void clear() noexcept;
  - 문자열의 모든 문자를 삭제, 길이가 0이 됨
- bool empty() noexcept const;
  - 배열이 비어있음의 여부를 반환
멤버함수(element access)
- reference operator[](size_type n);
  - 문자열의 n번째 원소를 반환
- reference operator at(size_type n);
  - 문자열의 n번째 원소를 반환
- reference front();
  - 문자열의 첫뻔째 원소를 반환
- reference back();
  - 문자열의 마지막 원소를 반환
멤버함수 (modifiers)
- string& assign(const string& str);
  - 문자열을 str로 대체하고, 그 문자열을 반환
- void push_back(char c);
  - 문자열의 마지막에 문자 c추가
- void pop_back();
  - 문자열의 맨 마지막 원소 삭제
- string& operator+=(const string& str);
  - 문자열의 뒤에 str을 추가하고, 그 문자열을 반환
- string& append(const string& str);
  - 문자열의 뒤에 str을 추가하고, 그 문자열을 반환
- string& replace(std::size_t pos, std::size_t len, const string& str);
  - 배열의 지정한 위치(pos)부터 len만큼의 문자를 str로 대체하고, 그 문자열을 반환
- void swap(string &str);
  - 문자열을 문자열 str과 교환
- string& insert(std::size_t pos, const string& str);
  - 문자열의 지정한 위치(pos)에 str을 추가하고, 그 문자열을 반환함.
- string& erase(std::size_t pos, std::size_t len);
- 문자열의 지정한 위치(pos)에서 len만큼 문자를 삭제하고, 그 문자열을 반환함.
멤버 함수 (Operations) (cont`d)
- const char* c_str() noexcept;
  - 문자열을 C 스타일의 char형 배열로 변환하여 반환
- const char* data() const noexcept;
  - 문자열을 char형 배열로 반환
- std::size_t copy(char* str, std::size_t len, std::size_t index = 0) const;
  - 문자열에 지정한 위치(index)에서 len만큼 문자를 C 스타일의 char형 배열을 복사하고, 복사된 크기를 반환
- std::size_t find(const string& str, std::size_t pos) const;
  - 문자열에서 지정한 위치(index) 이후에 문자열 str과 일치하는 문자열의 시작 위치를 반환
- int compare(const string& str) const;
  - 문자열과 문자열 str을 비교하고, 그 결과를 반환
- string substr(std::size_t pos, std::size_t len = pos);
  - 문자열의 지정한 위치(pos)에서 len만큼의 일부 문자열을 반환

string 컨테이너 예시

#include <array>
#include <dirent.h>
#include <fcntl.h>
#include <iostream>
#include <pwd.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <string>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[]) {
    string str1 = "Hello World!";
    cout << "str1: " << str1 << endl;
    string::reverse_iterator rit;
    cout << "str1 (reverse): ";
    for (rit = str1.rbegin(); rit != str1.rend(); ++rit) {
        cout << *rit;
    }
    cout << endl << endl;
    string str2 = "Bonjour!";
    cout << "str2: " << str2 << endl << endl;
    str1.swap(str2);
    cout << "--- After swap ---" << endl;
    cout << "str1: " << str1 << endl;
    cout << "str2: " << str2 << endl;

    return 0;
}

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배열과 문자열

배열

배열의 원소

정적배열

동적배열

문자열

C++의 배열

array 컨테이너

array 컨테이너 예시

vector 컨데이너

vector 컨테이너 예시

C++의 문자열

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string 컨테이너 예시

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C++의 배열

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array 컨테이너 예시

vector 컨데이너

vector 컨테이너 예시

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