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반복문

컴퓨터 프로그램을 작성하다보면 동일한 작업을 원하는 조건이 될 때까지 반복해야 하는 경우가 있다. 일반적으로 한 작업은 하나 이상의 프로그램 문장으로 이루어진다. 동일한 문장을 반복하기 위해서는 똑같은 문장을 복사하여 붙여넣기 하는 방법이 있다.

아래의 예는 "Hello World!"를 화면에 5번 출력하는 프로그램 문장을 작상한 것이다.

cout << "Hello World!" << endl;
cout << "Hello World!" << endl;
cout << "Hello World!" << endl;
cout << "Hello World!" << endl;
cout << "Hello World!" << endl;

앞의 예와 같이 5번 반복 횟수가 5번 정도라면 복사/붙여넣기가 가능하겠지만 10,000번 반복하거나 특정 조건(키보드로 부터 특정 문자가 입력된 경우)을 만족할 때 까지 반복을 하여야 하는 경우는 복사/붙여넣기로 문제를 해결하는 것은 어렵거나 불가능하다.

C++에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 반복문 구조를 정의하고 있다. 반복문을 활용하면 프로그램에서 똑같은 문장을 여러번 코딩하는 중복성을 제거하여 소스코드를 간결하게 표현할 수 있으며 프로그램에 필요한 시간을 줄이고 프로그램의 효율적인 유지, 보수할 수 있다.

반복문의 종류

반복문에서 while 문 과 for 문 이 있다. for 문 은 반복 횟수을 알고 있을 때 while 문 은 반복횟수를 알지 못하고 특정 조건이 만족되어야 하는 경우에 주로 사용한다.

while 문

while문의 구조는 다음과 같다.

while(condition) {
  문장들
}

while문은 condition의 조건식이 참이면 중괄호안의 문장들이 순차적으로 실행되고 닫힘 중괄호를 만다면 다시 condition 의 조건식이 참인지, 거짓인지 검사한 후 참이면 다시 중괄호 안의 문장을 실행하고 거짓이면 중괄호 안의 문장을 실행하지 않고 while문 다음의 문장을 실행하게 된다. 중괄호 안의 문장의 개수는 하나 이상이여야 하고 하나인 경우는 중괄호를 생략할 수 있다.

다음은 키보드로 부터 문자 하나를 계속 입력 받아 화면에 출력하는 프로그램으로 while문을 활용하고 있다. 반복해서 문자를 입력 받던 중 'z'가 입력되면 화면에 출력하고 더 이상 입력 작업을 하지 않는 프로그램이다.

#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
	char in;                //변수 선언
	cout << "input: ";      // 문자열 출력
	cin >> in;                 // 키보드로 부터 데이터 입력

	while (in != 'z') {
		cout << "data: " << in << endl;
		cout << "input: ";        // 키보드로 부터 데이터 입력
		cin >> in;
	}

	return 0;
}

앞의 프로그램은 단순하게 키보드로 부터 문자가 입력될 것이라는 가정을 하고 작성이 된 것이다. 또한 키보드로 부터 입력받는 프로그램 코드가 두번 사용되었다. 이는 do while문을 활용하거나 while문 전에 변수 in에 임의의 문자로 초기화를 하게 되면 while문에서만 입력과 출력 코드가 필요하다.

다음 프로그램 코드는 화면에 "Hello World!"를 while문을 활용하여 10번 출력하는 프로그램 코드이다.

#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
	int count = 0;
	while (count < 10) {
		cout << count << ":  " << "Hello World!" << endl;		
		count++;
	}
	
	return 0;
}

do~while 문

do~while문은 while문과 비슷하나 반복 조건식을 검사하는 것이 반복해야할 문장들 다음에 위치한다는 것이 다르다. 그러므로 while문과 달리 반복 문장이 최소한 한번은 실행된다. 따라서 do~while문은 반복 문장이 적어도 한번은 실행되어야 하는 경우에 사용하는 것이 바람직하다.

do~while문의 구조는 다음과 같다.

do {
  문장들
}whle(condition);

while문을 활용하여 키보드로 부터 문자를 입력받는 프로그램을 do~while문을 작성하면 다음과 같다.

#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
	char in;
	do {
		cout << "input: ";
		cin >> in;
		cout << "data: " << in << endl;
	}while(in != 'z');

	return 0;
}

앞에서도 설명하였듯이 do~while문을 사용하면 반복 문장을 do~while문 안에 한번만 작성하면 된다. 다음은 do~while문을 활용하여 "Hello World!" 를 10번 출력하는 프로그램이다.

#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
	int count = 0;
	do {
		cout << count << ":  " << "Hello World!" << endl;
		count++;
	}while(count < 10);
	
	return 0;
}

for 문

for문의 구조는 다음과 같다. for문은 일정한 횟수만큼 반복할 때 유용하다.

for (초기식; 조건식; 증감식) {
   문장들
}

for문은 while문, do~while 문과 달리 초기식, 조건식, 증감식을 하나의 줄에서 표현되고 있다.

for문의 동작은 먼저 초기식이 한번 실행된다. 다음 조건식을 검사하고 참이면 문장들을 실행하고 증감식을 실행한 후 다시 조건식을 검사한다. 조건식 검사 결과가 거짓이면 반복을 종료한다.

다음은 앞의 "Hello World!" 문장을 10번 반복 출력하는 것을 for문을 활용하여 작성한 프로그램이다.

#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{	
	for(int count = 0; count < 10; count++) {
		cout << count << ":  " << "Hello World!" << endl;
	}

	return 0;
}

다음은 앞의 while문, do~while문을 활용하여 키보드로 부터 문자를 입력받고 출력하는 프로그램을 for문으로 작성한 것이다. 마지막에 'z'를 출력하지 않도록 하기 위해서는 'z'가 출력되지 않도록 조건식을 추가하여야 한다.

#include <iostream>

using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
	char in;
	for (in = 'a'; in != 'z'; ) {
		cout << "input: ";
		cin >> in;	
		if(in != 'z') cout << "data: " << in << endl;
	}

	return 0;
}

break 문

다음은 반복문에서 break 문을 사용한 예로 i 의 값이 0 에서 부터 5까지 출력을 한 후 반복문을 강제 종료하는 예아다. 가능한 break는 사용을 하지 않고 반복문의 계속 조건(종료 조건)을 활용하여 반본문을 종료하도록 프로그램을 작성하는 것이 바람직하다.

#include <iostream>
using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
	int i = 0;
	for( ; i < 10; i++) {
		cout <<"i: " << i << endl;
		if(i == 5) break;
	}

	cout << "after i: " << i << endl;
	return 0;
}

continue 문

다음은 반복문에서 continue 문을 사용한 예로 i 의 값이 5 일 때와 8 일 때를 출력하지 않고 반복문을 계속하는 예이다.

#include <iostream>ㅎ
using namespace std;

int main(int argc, char const *argv[])
{
	int i = 0;
	for( ; i < 10; i++) {
		if(i == 5 || i == 8) continue;
		cout <<"i: " << i << endl;
	}

	cout << "after i: " << i << endl;
	return 0;
}

무한 반복

  • for문의 세 부분이 모두 비워있는 경우 for문은 무한 반복된다.
  • while문과 do~while문을 사용하여 무한 반복문을 작성하기 위해서는 조건식 부분에 true로 명시하면 된다.