변수와 상수

변수란?

어떤 컴퓨터 언어를 배우던 변수는 가장 먼저 배우게 되는 개념입니다. 그만큼 자주 쓰이고 중요한 개념입니다. 변수는 한자로 '변할 변(變)'과 '셀 수(數)'를 쓰고 있습니다. 우리가 일반적으로 '이 일에는 변수가 너무 많다'와 같이 쓰는 것처럼 컴퓨터 언어에서도 단순히 숫자라는 의미가 아니라 변할 수 있는 데이터를 의미합니다. 영어로는 variable이라고 쓰는데 역시 ‘변할 수 있는 값’ 이라는 의미를 지니고 있습니다.변수를 간단히 정의하면 ‘하나의 데이터를 저장할 수 있는 메모리 공간'이라고 할 수 있습니다. 이 정의 자체가 어렵게 느껴지지는 않을 겁니다. 그럼 예를 들어보겠습니다.

A+B=C 라는 공식을 예로 들겠습니다. A+B=C 라는 식이 있고, A=3 이고 B=4 라고 알려주면서 C 의 값을 구하라고 명령합니다.  A+B=C 이므로 3+4=7 이라고 대답할 겁니다. 그런데 또다시 A는 4 고 B 는 6 일 때 C 는 얼마냐고 물으면 10 이라고 대답할 겁니다. 이처럼 A, B, C 는 수시로 값이 변합니다. 

A 나 B 에 대입하는 값이 다르면 C 의 값도 달라집니다. 이처럼 값이 수시로 변하는 수를 변수라고 합니다. 어떤 숫자가 올지 모르기 때문에 변수라고 합니다. 그러니까 보기의 수학공식은 A 라는 이름을 가진 변수와 B 라는 변수, C 라는 변수를 사용한 것입니다. 변수에 대입하는 수는 수시로 변할 수 있습니다.

변수명의 규칙

추가적으로 변수는 이름을 가지는데 그것을 변수 명이라고 합니다. 변수의 이름을 정하는 것도 마음대로 정할 수는 없습니다. 일정한 규칙이 있습니다.

1. 첫글자는 영문이어야 합니다.

   - 숫자나 한글 등 다른 언어가 맨 앞에 오면 안됩니다.

2. 예약어는 변수명으로 사용 불가

   - 예약어는 미리 예약되어 있는 단어입니다.

  - 보통 예약어를 쓰면 다른색으로 표시되어 예약어를 썼는지 안 썼는지 알 수 있습니다.

3. 빈 칸(띄어쓰기) 사용 불가

   - _(언더바)로 이어서 사용할 수는 있지만 공백으로 연결할 수는 없습니다.

   - 변수명은 오직 영어, 숫자, _(언더바)로만 구성되어야 합니다.

4. 변수명이 255자를 넘지 않습니다.

컴퓨터가 변수를 기억(저장)하는 방법

컴퓨터는 많은 내용들을 저장합니다. 그럼 컴퓨터는 데이터들을 어떻게 저장할까요? 바로 컴퓨터의 메모리, 즉 RAM 이라는 특별한 기억공간에 이것을 기록합니다. 컴퓨터 RAM 은 아래와 같이 생겼습니다.

이 모양을 본뜬 것인지 몰라도 우리는 보통 RAM 을 설명할 때 아래처럼 표시합니다.

칸 칸을 각각의 '방' 이라고 생각하면 데이터들이 이 '방' 에 저장될 수 있습니다. 이런 방들이 엄청 많습니다. 이 때, 컴퓨터는 각 방에 이름을 붙이는데 단순하게 숫자로 이름을 붙인다고 합니다. 예를 들어: 0번방, 1번방, 2번방 ....

정확하게 말하면 1번방, 2번방과 같은 표현은 우리가 일반적으로 사용하는 10진수이고 컴퓨터는 메모리의 번지를 숫자로 나타낼 때 16진수로 나타낸다고 합니다. 0과 1밖에 모르는 컴퓨터가 어떻게 2진수가 아니라 16진수로 나타낼까요?

16진수는 2진수 4자리로 구성됩니다. (OOOO 이런 식으로) 이 때, 우리가 대부분 사용하는 32bit CPU 에서는 최대 2³²개(4GB)

즉, 42억 개에 달하는 방을 가질 수 있는데 이러한 방들을 모두 숫자로 구분하게 됩니다. 각 방을 숫자로 표현하는데 16 진수의 숫자로 표현을 한다고 했으니 16 진수에 대해 잠깐 알아보도록 하겠습니다

²  16진수 ²

기본적으로 컴퓨터는 0과 1로 모든 것을 표현한다는 것을 염두에 두고 시작하겠습니다.

 "15" 라는 숫자를 예로 들어 보겠습니다. 저희는10진수로 숫자를 읽습니다. 그러나 컴퓨터는 (0과 1로 모든 것을 표현) 2진수로 숫자를 읽습니다.  즉 1111 입니다.

15를 각 10진수와 2진수로 자세히 풀어서 설명해보겠습니다.

<10진수 표기법> 

<2진수 표기법>

표기하는 방법은 다르지만 사람과 컴퓨터는 15를 표현하고 있습니다.

우리는 10 을 기준으로 한 10 진수를 사용하기 때문에 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 의 10개의 숫자가 필요합니다. 컴퓨터는 2 를 기준으로 한 2진수를 사용하기 때문에 0,1 의 2개의 숫자가 필요합니다. 그렇다면 16 진수는 어떻게 표현할까요?

16 진수는 16을 기준으로 한 16 진수를 사용하기 때문에 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15의 16 개의 숫자가 필요합니다. 하지만 10부터는 2자리가 되기 때문에 1 자리로 표현을 위해서 수학자들은 이를 A, B, C, D, E, F 로 표현했습니다.

그러므로 10=A, 11=B, 12=C, 13=D, 14=E, 15=F 로 표현하는 것입니다.

그래서 16 진수는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F 의 총 16 개의 숫자가 필요합니다. 왜 컴퓨터가 계산하기 복잡한데 16 진수를 사용할까요? 2 진수에서 16 진수로 바꾸기가 쉽기 때문입니다.

예로 '237'을 보겠습니다.

결과적으로 표현하는 방법만 다를 뿐

(10진수) 237 = (2진수) 11101101 = (16진수) ED

이제 다시 본론으로 돌아가서 번지는 0 번부터 매기기 때문에 2³²→ 32 자리 → 00000000000000000000000000000000b 라고 표현합니다.

그리고 마지막 방은 32 자리 모두 1 이어야 하므로 → 11111111111111111111111111111111b 라고 표현을 합니다.

여기서 마지막에 붙은 b 는 binary 의 약자로 2 진수라고 표시해주는 것입니다.

위 2 진수 표현을 16 진수로 표시하여 범위를 나타내면 (2 진수 4 자리가 16 진수이므로 16 진수로는 8 자리가 됩니다.) 0x00000000 ~ 0x11111111까지 가능합니다.

- 여기서 앞에 붙은 0x 는 16 진수라고 표시해주는 것입니다.

변수를 제대로 이해하기 위해서는 그 반대 의미를 가지고 있는 상수의 개념 역시 알아야 합니다.

상수 

상수는 한자로  '항상 상(常)'자와 '셀 수(數)'자를 쓰고 있고 영어로는 constant라고 씁니다. '항상 같은 값', 또는 '변하지 않는 값'을 의미합니다. 주로 변수를 배우면서 상수를 배우게 되지만 사실 변수보다 상수는 먼저 태어났습니다. 여러 가지 값을 담을 수 있는 메모리 공간보다 한 번 값을 넣어두면 수정할 수 없는 형태가 먼저 사용되었던 것이죠. 하지만 상수만을 사용하는 게 불편했기 때문에 변수가 태어나게 되었던 것입니다(실제로 변수는 데이터 자체를 담는 공간이라기 보다는 데이터가 저장되어 있는 reference를 담는 메모리 공간입니다.) 

실제로 태초의 프로그래밍 언어라고 불리는 어셈블리에서는 초기에 변수 없이 상수만으로 프로그래밍을 하던 시절도 있었다고 합니다. 그 시절에는 상수가 저장되어 있는 메모리 주소를 일일이 외워서 사용해야 했다니 피곤했을 듯합니다. 이런 불편함을 해소하기 위해서 사람이 기억하기 쉬운 단어 형태로 변수를 선언하고 그 변수에 상수(실제로는 상수의 주소)를 저장해서 쉬운 방법을 생각해내게 되었던 것이죠. 물론 이런 장점 이외에도 변수를 사용하면 같은 값을 중복해서 사용할 필요가 없으므로 코드의 가독성이 높아지고 또 넓은 범위에서 사용되는 변수의 값도 간단히 한번 변경하는 것으로 수정할 수 있으니 유지보수가 훨씬 쉬워지는 장점도 있습니다.

다운로드: 3장 변수와상수.pdf

프로그래밍을 제대로 공부해보고 싶다면, 다음 순서로 진행하시는 것을 권장합니다.

1. 프로그래밍 애피타이저 시리즈
   • 함께 보면 좋을 도서: 시작하는 사람들을 위한 델파이 프로그래밍
      
2. [동영상] 데브기어 델파이 기초 시리즈
   • 함께 보면 좋을 도서: 델파이 Begin...End
      
3. [오프라인 강의] 델파이/C++빌더 기초 강화
4. [오프라인 강의] 델파이/C++빌더 윈도우 프로그래밍

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  • 처음 시작하는 사람들을 위한 컨텐츠들 (라이선스, 교육용 리소스 등)
  • [오프라인 강의] 데브기어 10개 강의 자세히 보기
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