23. while 반복문

1. 키워드

while 반복문

2. `while` 반복문으로 `"Hello, world!"` 출력하기

while 반복문은 ()(괄호) 안에 조건식만 들어가고, 초기식은 반복문 바깥에 있다.
그리고 {}(중괄호) 안에 반복할 코드와 변화식이 함께 들어간다.

초기식
while (조건식) // ← 루프 선언문(loop statement)
{
    반복할코드
    변화식
}
// ↑ 루프 본체(loop body) 및 변화식

다음은 while 반복문의 실행 과정이다.
먼저 초기식부터 시작하여 조건식을 판별한다.
여기서 조건식이 참이면 반복할 코드와 변화식을 함께 수행한다.
그리고 다시 조건식을 판별하여 참이면 코드를 계속 반복하고, 거짓이면 반복문을 끝낸 뒤 다음 코드를 실행한다.

여기서는 조건식 → 루프 본체 및 변화식 → 조건식으로 순환하는 부분이 루프이다.

3. `while` 반복문 사용하기

이제 while 반복문으로 "Hello, world!"를 100번 출력해 보자.

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 0;
    while (i < 100) // i가 100보다 작을 때 반복. 0에서 99까지 증가하면서 100번 반복
    {
        printf("Hello, world!\n");
        i++; // i를 1씩 증가시킴
    }

    return 0;
}

// ... (생략)
// Hello, world!
// Hello, world!
// Hello, world!
// Hello, world!

먼저 반복문에 사용할 변수 i를 선언한 뒤 0으로 초기화한다.
그리고 while에는 조건식만 지정하면 된다.
여기서 while 반복문은 반드시 {} 안에 변화식을 지정해야 한다.
만약 조건식만 지정하고 {} 안에서 변화식을 생략하면 반복이 끝나지 않고 계속 실행되므로 주의해야 한다.

i < 100과 같이 조건식을 지정하여 i가 100 미만일 때만 반복하고, i가 100이 되면 반복을 끝내도록 만들었다.
그리고 {} 안에서는 반복할 코드를 작성한 뒤 i++로 i를 1씩 증가시켰으므로 i가 0부터 99까지 증가하면서 100번 반복하게 된다.

4. 초깃값을 `1`부터 시작하기

이번에는 i를 0이 아닌 1로 초기화하여 "Hello, world!"를 100번 출력해 보자.

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 1;
    while (i <= 100)                     // i가 100보다 작거나 같을 때 반복.
    {                                    // 1에서 100까지 증가하면서 100번 반복
        printf("Hello, world! %d\n", i); // "Hello, world!"와 i의 값을 함께 출력
        i++;                             // i를 1씩 증가시킴
    }

    return 0;
}

// Hello, world! 1
// Hello, world! 2
// ... (생략)
// Hello, world! 98
// Hello, world! 99
// Hello, world! 100

i를 1로 초기화했기 때문에 while의 조건식은 i <= 100과 같이 지정한다.
따라서 i가 1부터 100까지 증가하므로 100번만 반복하게 된다.
만약 101이 되면 i <= 100은 거짓이므로 반복문을 끝낸다.

5. 초깃값을 감소시키기

반대로 초깃값을 크게 주고, 변수를 감소시키면서 반복할 수도 있다.

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 100;
    while (i > 0) // i가 0보다 클 때 반복. 100부터 1까지 감소하면서 100번 반복
    {
        printf("Hello, world! %d\n", i); // "Hello, world!"와 i의 값을 함께 출력
        i--;                             // i를 1씩 감소시킴
    }

    return 0;
}

// Hello, world! 100
// Hello, world! 99
// ... (생략)
// Hello, world! 3
// Hello, world! 2
// Hello, world! 1

i가 100이고, 변화식에서 i--로 지정하여 반복을 할 때마다 변수를 1씩 감소시켰다.
그리고 조건식이 i > 0이므로 100에서 1까지 감소시켜서 100번이 된다.
즉, i가 0이 되면 반복문을 끝낸다.

6. `while` 반복문과 세미콜론

for와 마찬가지로 while도 끝에 ;(세미콜론)을 붙이면 안 된다.

#include <stdio.h>

int main()
{
    int i = 0;
    while (i < 100); // while 루프 선언문 끝에 세미콜론을 붙이면 안됨
    {
        printf("Hello, world!\n");
        i++;
    }

    return 0;
}

이 코드를 컴파일하여 실행해 보면 아무것도 출력되지 않을 것이다.
왜냐하면 ;을 붙여서 while과 반복할 코드는 관계가 없이 떨어진 상태가 되고, {} 안에 있는 변화식은 전혀 실행되지 않기 때문이다.
따라서 while은 끝나지 않는 무한 루프 상태가 된다.
이렇게 되면 뒤에 오는 printf는 절대 실행되지 않는다.

즉, while 반복문 끝에 ;을 붙이게 되면 실제로는 다음과 같은 코드가 된다.

while (i < 100);

{
    printf("Hello, world!\n");
    i++;
}

7. 입력한 횟수대로 반복하기

이번에는 입력한 횟수대로 반복을 해보자.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS // scanf 보안 경고로 인한 컴파일 에러 방지
#include <stdio.h>

int main()
{
    int count;

    scanf("%d", &count); // 값을 입력받음

    int i = 0;
    while (i < count) // i가 count보다 작을 때 반복
    {
        printf("Hello, world! %d\n", i); // "Hello, world!"와 i의 값을 함께 출력
        i++;                             // i를 1씩 증가시킴
    }

    return 0;
}

// 5 (입력)
// Hello, world! 0
// Hello, world! 1
// Hello, world! 2
// Hello, world! 3
// Hello, world! 4

scanf 함수로 입력 값을 받아서 count 변수에 저장했다.
그리고 while 반복문의 조건식에서 i < count와 같이 지정하여 count에 들어있는 값만큼 반복하도록 했다.
여기서는 5를 입력했으므로 "Hello, world!"는 5번만 출려된다.

이번에는 초깃값을 받은 뒤 초깃값만큼 출력해 보자.

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS // scanf 보안 경고로 인한 컴파일 에러 방지
#include <stdio.h>

int main()
{
    int count;

    scanf("%d", &count); // 값을 입력받음

    while (count > 0) // count가 0보다 클 때 반복
    {
        printf("Hello, world! %d\n", count);
        count--; // count를 1씩 감소시킴
    }

    return 0;
}

// 5 (입력)
// Hello, world! 5
// Hello, world! 4
// Hello, world! 3
// Hello, world! 2
// Hello, world! 1

scanf 함수로 입력 값을 받아서 count 변수에 저장한 뒤 조건식에서 count > 0과 같이 지정하여 count에 들어있는 값만큼 반복하도록 했다.
여기서는 i를 선언하지 않고 count를 바로 사용하므로 변화식은 count--로 지정하여 반복문이 실행될 때마다 count를 감소시키고 count가 0이 되면 반복문을 끝내도록 만들었다.

8. 반복 횟수가 정해지지 않은 경우

지금까지 조건식에서 반복 횟수를 정한 뒤 변수 i를 증가시키거나 감소시켜서 while 반복문을 사용했지만 while 반복문은 반복 횟수가 정해지지 않았을 때, 논리 조건에 따라 반복 여부를 결정할 때 주로 사용한다.

다음은 while 반복문 안에서 무작위로 정수를 생성한 뒤 3이 나오면 반복을 끝낸다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> // srand, rand 함수가 선언된 헤더 파일
#include <time.h>   // time 함수가 선언된 헤더 파일

int main()
{
    srand(time(NULL)); // 현재 시간값으로 시드 설정

    int i = 0;
    while (i != 3) // 3이 아닐 때 계속 반복
    {
        i = rand() % 10; // rand 함수를 사용하여 무작위로 정수를 생성한 뒤 10 미만의 숫자로 만듦
        printf("%d\n", i);
    }

    return 0;
}

// 2
// 9
// 9
// 4
// 0
// 3
// ↑ 무작위 생성이므로 실행할 때마다 달라짐

먼저 무작위로 정수를 생성하려면 srand, rand, time 함수가 필요하다.

1] srand

난수를 발생시킬 초깃값인 시드(Seed)를 설정한다.
보통 현재 시간값을 사용한다.

2] rand

난수를 발생시킨다.

3] time

정수 형태로 된 현재 시간값을 반환한다.

현재 시간값으로 시드를 설정한다.

srand(time(NULL)); // 현재 시간값으로 시드 설정

이제 while 반복문에서 i != 3과 같이 조건식을 지정하여 3이 아닐 때 계속 반복하도록 작성한다.
그리고 루프 본체에서는 i = rand() % 10;과 같이 무작위로 정수를 생성하여 변수 i에 저장한다.
여기서 rand 함수에서 반환된 값의 자리수가 크기 때문에 10으로 나누었을 때 나머지를 구해서 10 미만의 수로 만들어준다.

int i = 0;
while (i != 3) // 3이 아닐 때 계속 반복
{
    i = rand() % 10; // rand 함수를 사용하여 무작위로 정수를 생성한 뒤 10 미만의 숫자로 만듦
    printf("%d\n", i);
}

정수가 무작위로 생성되므로 실행을 할 때마다 반복 횟수가 달라지는 것을 볼 수 있다.
이처럼 while 반복문은 반복 횟수가 정해져 있지 않을 때 유용하다.

9. `while` 반복문으로 무한 루프 만들기

이번에는 무한 루프를 만들어보자.

#include <stdio.h>

int main()
{
    while (1) // while에 1을 지정하면 무한 루프
    {
        printf("Hello, world!\n");
    }

    return 0;
}

// ... (생략)
// Hello, world!
// Hello, world!
// Hello, world!
// Hello, world!
// ... (계속 반복)

while에서 조건식 대신 1을 지정하면 무한 루프가 만들어진다.
따라서 조건식 자체가 없으므로 변화식도 필요없다.

무한 루프를 만들 때 다음과 같이 1 대신 불값인 true를 넣기도 한다.

#include <stdio.h>
#include <stdbool.h> // bool, true, false가 정의된 헤더 파일

int main()
{
    while (true) // while에 true를 지정하면 무한 루프
    {
        printf("Hello, world!\n");
    }

    return 0;
}

여기서는 stdbool.h 헤더 파일을 사용하여 while에 true를 지정했다.
1 대신 true를 사용해도 동작은 달라지지 않지만 코드의 의도를 좀 더 명확하게 표현할 수 있어서 자주 사용되는 방식이다.

10. `while` 반복문에서 중괄호 생략하기

while 반복문으로 반복할 코드가 한 줄이라면 다음과 같이 {}는 생략할 수 있다.

#include <stdio.h>

int main()
{
    while (1)
        printf("Hello, world!\n"); // 반복할 코드가 한 줄이라면 중괄호 생략

    return 0;
}

// ... (생략)
// Hello, world!
// Hello, world!
// Hello, world!
// ... (계속 반복)

while 반복문은 보통 루프 본체에 변화식이 함께 들어가므로 {}를 생략하는 경우는 많지 않다.

23. while 반복문

1. 키워드

2. while 반복문으로 "Hello, world!" 출력하기

3. while 반복문 사용하기

4. 초깃값을 1부터 시작하기

5. 초깃값을 감소시키기

6. while 반복문과 세미콜론

7. 입력한 횟수대로 반복하기

8. 반복 횟수가 정해지지 않은 경우

9. while 반복문으로 무한 루프 만들기

10. while 반복문에서 중괄호 생략하기

References

2. `while` 반복문으로 `"Hello, world!"` 출력하기

3. `while` 반복문 사용하기

4. 초깃값을 `1`부터 시작하기

6. `while` 반복문과 세미콜론

9. `while` 반복문으로 무한 루프 만들기

10. `while` 반복문에서 중괄호 생략하기