자료형

상위 문서: 정보처리기사/프로그래밍 언어 활용

Data Type
변수나 값이 가질 수 있는 데이터의 종류와 크기, 허용되는 연산을 정한 것

개요

자료형에 따라 메모리 할당 크기, 표현 범위, 연산 방식이 달라진다.
정적 타입 언어(C, Java)는 컴파일 시점에 변수의 자료형이 정해지고, 동적 타입 언어(Python)는 실행 시점에 값에 따라 정해진다.
기본(원시) 자료형 외에 배열, 구조체, 클래스, 리스트 등 참조·복합 자료형이 있다.

C·Java·Python 기본 자료형 비교

분류	C	Java	Python
문자	char 1바이트	char 2바이트(UTF-16 코드 단위)	str (문자 자료형 없음)
정수	short 2, int 4, long 4 또는 8, long long 8	byte 1, short 2, int 4, long 8	int (크기 제한 없음)
실수	float 4, double 8	float 4, double 8	float (배정밀도 8바이트)
논리	_Bool (C99, 0/1)	boolean (true/false)	bool (True/False)

크기 단위는 바이트이다.
C의 크기는 구현(플랫폼)에 따라 다르다. 표준은 최소 범위만 정한다(char ≥ 8비트, int ≥ 16비트, long ≥ 32비트). 64비트 Windows(LLP64)는 long이 4바이트, 64비트 리눅스(LP64)는 long이 8바이트이다. 일반적인 환경에서 int는 4바이트이다.
Java의 크기는 언어 명세로 고정되어 플랫폼과 무관하다. boolean의 크기는 명세에 정해져 있지 않다.
Java의 문자열 String, Python의 str은 기본 자료형이 아닌 객체이다.
관련 문서: C 언어 자료형, 파이썬 변수형

형 변환

묵시적(자동) 형 변환: 작은 범위의 자료형이 큰 범위로 자동 변환된다. 예: int와 double을 연산하면 int가 double로 변환된다.
명시적(강제) 형 변환: 캐스트 연산자로 직접 변환한다. 실수 → 정수 변환 시 소수점 이하는 버려진다(0 방향).
Java는 큰 자료형을 작은 자료형에 대입하려면 명시적 변환이 필요하며, 없으면 컴파일 오류가 난다.

System.out.println(10 / 4 + " " + 10 / 4.0);  // 2 2.5
System.out.println((int) 3.99);               // 3
System.out.println((byte) 130);               // -126
char ch = 'A';
System.out.println(ch + 1);                   // 66
System.out.println((char) (ch + 1));          // B

print(int("3") + 1, str(3) + "1")   # 4 31
print(int(3.99), int(-3.99))        # 3 -3

정수 오버플로

자료형이 표현할 수 있는 범위를 넘으면 값이 반대쪽 끝으로 돌아간다(2의 보수 표현 기준).
Java의 int 범위는 -2,147,483,648 ~ 2,147,483,647이며, 최댓값에 1을 더하면 최솟값이 된다.
C에서 부호 없는 정수(unsigned)의 오버플로는 모듈러 연산으로 정의되지만, 부호 있는 정수의 오버플로는 정의되지 않은 동작(undefined behavior)이다.
Python의 int는 임의 정밀도이므로 오버플로가 발생하지 않는다.

int max = Integer.MAX_VALUE;
System.out.println(max + 1);        // -2147483648
long big = 3000000000L;
System.out.println((int) big);      // -1294967296

unsigned char u = 255;
u++;
printf("%d\n", u);    /* 0 */

오버플로는 보안약점이 될 수 있다. 관련 문서: 시큐어 코딩

시험 포인트

Java 기본 자료형 8가지와 크기(byte 1, short 2, int 4, long 8, float 4, double 8, char 2, boolean)를 외운다.
C의 long 크기는 플랫폼에 따라 4 또는 8바이트이다.
정수 나눗셈과 강제 형 변환(소수점 버림), byte 캐스팅 결과를 계산하는 문제가 자주 나온다.

참고 문헌

같이 보기