구조체 기초 (Struct Basics)

# 구조체 기초 (Struct Basics)

## 구조체란?

서로 다른 타입의 변수를 **하나의 묶음**으로 정의하는 사용자 정의 타입입니다.

```c
struct Point {
    int x;
    int y;
};
```

---

## 구조체 선언과 초기화

```c
struct Student {
    char name[50];
    int  age;
    float gpa;
};

// 방법 1 — 지정 초기화 (C99 이상)
struct Student s1 = { .name = "Alice", .age = 20, .gpa = 3.8f };

// 방법 2 — 순서 초기화
struct Student s2 = { "Bob", 22, 3.5f };

// 방법 3 — 선언 후 개별 대입
struct Student s3;
strcpy(s3.name, "Charlie");
s3.age  = 21;
s3.gpa  = 3.2f;
```

---

## 멤버 접근 — `.` 연산자

구조체 변수에서 멤버에 접근할 때 사용합니다.

```c
struct Point p = { .x = 3, .y = 4 };

printf("x = %d\n", p.x);   // 3
printf("y = %d\n", p.y);   // 4

p.x = 10;  // 멤버 값 변경
```

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## 멤버 접근 — `->` 연산자 (포인터)

구조체 **포인터**를 통해 멤버에 접근할 때 사용합니다.

```c
struct Point p  = { 3, 4 };
struct Point *pp = &p;

// (*pp).x 와 pp->x 는 동일
printf("x = %d\n", pp->x);  // 3
pp->y = 100;
printf("y = %d\n", p.y);    // 100
```

| 상황 | 연산자 | 예시 |
|------|--------|------|
| 구조체 변수 | `.` | `s.age` |
| 구조체 포인터 | `->` | `sp->age` |

---

## typedef — 타입 별칭

매번 `struct` 키워드를 쓰지 않도록 별칭을 정의합니다.

```c
// typedef 없이
struct Point p1;

// typedef 사용
typedef struct Point {
    int x;
    int y;
} Point;

Point p2;       // struct 없이 사용 가능
Point p3 = { 1, 2 };
```

### 익명 구조체 + typedef

```c
typedef struct {
    char name[50];
    int  age;
} Person;

Person p = { "Alice", 30 };
printf("%s is %d years old\n", p.name, p.age);
```

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## 구조체 크기 — sizeof와 패딩

구조체의 크기는 멤버 크기의 합이 아닐 수 있습니다.  
컴파일러가 **정렬(alignment)** 을 위해 패딩을 삽입합니다.

```c
typedef struct {
    char  a;   // 1바이트 + 3바이트 패딩
    int   b;   // 4바이트
    char  c;   // 1바이트 + 3바이트 패딩
} Example;

printf("%zu\n", sizeof(Example));  // 12 (1+3+4+1+3)
```

```
메모리 레이아웃:
[a][pad][pad][pad][b b b b][c][pad][pad][pad]
 1   1   1   1    4             1   1   1   1  = 12바이트
```

> 멤버 순서를 **큰 타입 → 작은 타입** 순으로 배치하면 패딩을 줄일 수 있습니다.

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## 구조체를 함수에 전달

```c
// 값 전달 — 구조체 전체 복사 (큰 구조체엔 비효율적)
void print_point(struct Point p) {
    printf("(%d, %d)\n", p.x, p.y);
}

// 포인터 전달 — 복사 없이 원본 접근 (권장)
void move_point(struct Point *p, int dx, int dy) {
    p->x += dx;
    p->y += dy;
}
```

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## 전체 예제

```c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef struct {
    char  name[50];
    int   age;
    float gpa;
} Student;

void print_student(const Student *s) {
    printf("이름: %s, 나이: %d, GPA: %.1f\n", s->name, s->age, s->gpa);
}

int main(void) {
    Student s1 = { "Alice", 20, 3.8f };
    Student s2;
    strcpy(s2.name, "Bob");
    s2.age = 22;
    s2.gpa = 3.5f;

print_student(&s1);
    print_student(&s2);
    return 0;
}
```

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## 정리

| 개념 | 내용 |
|------|------|
| `struct` | 사용자 정의 복합 타입 |
| `.` 연산자 | 구조체 변수의 멤버 접근 |
| `->` 연산자 | 구조체 포인터의 멤버 접근 |
| `typedef` | 구조체에 별칭 부여 |
| 패딩 | 정렬을 위해 컴파일러가 삽입하는 여분 바이트 |

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