[Linux/Unix][2-3] 입력 숫자의 합 출력

뭐하는 프로그램인가요?

• 목적: 프로그램 실행 시 전달된 명령행 인자들(문자열 숫자들)을 모두 정수로 바꿔 합계를 구해 출력합니다.
• 입력: argv[1], argv[2], …, argv[argc-1] (각각 숫자 문자열이라고 가정)
• 출력: 모든 인자의 합(long형) 한 줄

동작 흐름

1. long s = 0; — 합계를 저장할 변수 s를 0으로 초기화.
2. for (int i = 1; i < argc; ++i) — 첫 번째 인자(argv[1])부터 마지막 인자까지 순회
   (주의: argv[0]은 실행 파일 경로이므로 제외)
3. atoi(argv[i]) — 각 인자를 정수로 변환해 반환.
   반환값을 long으로 캐스팅해 s에 누적.
4. printf("%ld\n", s); — 최종 합을 출력.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    long s = 0;
    for (int i = 1; i < argc; ++i)
        s += (long)atoi(argv[i]);
    printf("%ld\n", s);

    return 0;
}

 

 

 

위 프로그램은 명령행으로 전달된 숫자 인자들을 모두 더한 뒤, 그 합을 출력하는 프로그램이다.

실행 시 argv[1]부터 argv[argc-1]까지의 문자열을 atoi() 함수로 정수형으로 변환하여

long 형 변수 s에 누적하고, 마지막에 printf("%ld\n", s)로 합계를 출력한다.

argv[0]은 프로그램 이름이므로 제외하고 1부터 반복한다.

변환에는 atoi를 사용하므로 숫자가 아닌 문자열은 0으로 처리된다(입력 오류와 실제 0을 구분하지 못한다).

 

 

 

사용 예시

$ ./sum 10 20 30
60
$ ./sum -5 8 100
103
$ ./sum 3 foo 4
7            # "foo"는 atoi가 0으로 해석

 

간/공간 복잡도

• 시간: O(n) — 인자 수 n만큼 한 번씩 변환/덧셈
• 공간: O(1) — 누적합 변수만 사용

---

주의사항 (한계점)

• 에러 처리 없음: atoi는 변환 실패 시 0을 돌려줍니다.
  숫자가 아닌 인자("foo" 등)를 넣어도 에러를 감지하지 못하고 0으로 더함.
• 오버플로우 위험: 큰 수(예: 64비트 범위를 넘는 문자열)를 atoi로 읽으면 정의되지 않은 동작이 날 수 있습니다.
• 부호/공백 처리: atoi는 선행 공백을 무시하고 부호(+/-)는 인식하지만, 진단 메시지는 제공하지 않습니다.

권장 개선안 : strtol 사용 (에러 검출)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <limits.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    long s = 0;
    for (int i = 1; i < argc; ++i) {
        char *end = NULL;
        errno = 0;
        long v = strtol(argv[i], &end, 10);  // 10진수
        if (errno == ERANGE) {
            fprintf(stderr, "overflow: %s\n", argv[i]);
            return 1;
        }
        if (end == argv[i] || *end != '\0') {
            fprintf(stderr, "not a valid integer: %s\n", argv[i]);
            return 1;
        }
        if ((v > 0 && s > LONG_MAX - v) || (v < 0 && s < LONG_MIN - v)) {
            fprintf(stderr, "sum overflow\n");
            return 1;
        }
        s += v;
    }
    printf("%ld\n", s);
    return 0;
}

 

• 장점: 변환 실패(숫자 아님), 범위 초과(오버플로우)를 명확히 감지하고 처리 가능.
• 실무/과제에서 점수 깎이지 않으려면 strtol 같은 안전한 변환 함수를 쓰는 게 좋습니다.

---

 

🧩 1️⃣ argc와 argv의 기본 개념

argc	argument count → 프로그램 실행 시 인자의 개수
argv	argument vector → 각 인자의 문자열 포인터 배열

즉,
프로그램이 이렇게 실행된다면:

$ ./sum 10 20 30

 

각 값은 아래처럼 저장됩니다.

 

인덱스	내용
argv[0]	"./sum" (실행 파일 이름)
argv[1]	"10"
argv[2]	"20"
argv[3]	"30"
argv[4]	NULL (배열 끝 표시)

그리고

 

---

⚙️ 2️⃣ 반복문의 조건: i < argc인 이유

C 배열의 인덱스는 0부터 시작하죠.
따라서 argv의 **마지막 실제 인자 인덱스는 argc - 1**입니다.

i < argc 라는 조건은 다음을 의미합니다:

i가 argc보다 작은 동안 반복 → 즉, 1부터 (argc - 1)까지 실행

예를 들어 위 예시에서:

• argc = 4
• argv[1], argv[2], argv[3] → 실제 사용자 입력 인자

 

i	argv[i]	값	반복 여부
1	"10"	10	✅ 실행
2	"20"	20	✅ 실행
3	"30"	30	✅ 실행
4	NULL	❌ 실행 안 함 (i < argc 조건 때문에 종료)

---

❌ 3️⃣ 만약 i <= argc였다면?

그럼 마지막 반복에서 i == argc일 때
argv[i] == argv[argc] == NULL 이 됩니다.

즉, 이런 코드가 수행돼요:

atoi(NULL);  // 정의되지 않은 동작(프로그램 크래시 가능)

 

👉 세그멘테이션 오류(Segmentation Fault) 가 발생할 수 있습니다.

그래서 **항상 i < argc**로 해야 안전합니다.

---

✅ 4️⃣ 정리

조건의미결과

i < argc	유효한 인자(argv[1] ~ argv[argc-1])까지만 접근	정상 동작
i <= argc	마지막에 argv[argc] = NULL 접근	오류 발생 가능

---

🧠 추가 팁

• argv[argc]는 항상 NULL로 보장됩니다.
  이건 반복문을 멈추는 “종료 표시(sentinel)” 역할이에요.
  즉, while(argv[i] != NULL) 로도 순회 가능합니다.
• 예:

for (int i = 1; argv[i] != NULL; i++)
    printf("%s\n", argv[i]);

---

✅ 결론

i < argc는 argv의 유효한 인덱스 범위(0 ~ argc-1)만 접근하기 위한 안전한 조건이에요.
만약 i <= argc로 하면 마지막에 argv[argc] == NULL을 잘못 참조해서 오류(세그폴트) 가 날 수 있습니다.

 

---

 

argc와 argv

는 사실 어떤 라이브러리에서 "제공"하는 변수들이 아닙니다.
조금 더 정확히 말하면, 이 둘은 C 표준 언어의 문법적인 약속(규약, convention) 으로서
C 프로그램이 실행될 때 운영체제(OS) 가 자동으로 main 함수에 전달하는 인자들이에요.

---

🧩 1️⃣ 결론부터 말하자면

argc와 argv는 표준 C의 main 함수 인자로,
어떤 헤더 파일에도 정의되어 있지 않아요.
운영체제가 프로그램을 실행할 때 main() 함수로 전달해줍니다.

---

⚙️ 2️⃣ 표준 문법 (C 표준에서의 정의)

C 표준에서 main 함수의 형태는 두 가지입니다👇

 

int main(void)              // 인자 없는 형태

int main(int argc, char *argv[])   // 인자 있는 형태

 

또는 동일하게 아래처럼 써도 됩니다:

int main(int argc, char **argv)

 

📘 여기서:

• argc → argument count (인자 개수)
• argv → argument vector (인자들의 문자열 배열)

이건 #include로 불러오는 게 아니라,
C 실행 환경(Runtime system)이 main을 호출할 때 자동으로 값을 채워 넣습니다.

---

🧠 3️⃣ 내부 동작 구조

운영체제는 프로그램을 실행할 때,
커맨드라인에서 입력한 인자들을 스택에 저장한 뒤,
프로그램의 main() 함수를 호출하면서 전달합니다.

예를 들어, 아래 명령을 실행한다고 해봅시다:

$ ./test hello world

 

운영체제가 main()을 호출할 때 실제로 이런 식으로 전달해요:

main(3, ["./test", "hello", "world"]);

 

 

변수	값	설명
argc	3	인자의 개수 (argv[0], argv[1], argv[2])
argv[0]	"./test"	실행된 프로그램 이름
argv[1]	"hello"	첫 번째 인자
argv[2]	"world"	두 번째 인자
argv[3]	NULL	문자열 배열의 끝 표시

---

💡 4️⃣ 라이브러리와의 관계

항목관련 라이브러리비고

argc, argv	❌ 없음	main() 인자로 직접 전달됨
printf, atoi 등	<stdio.h>, <stdlib.h>	인자를 처리할 때 함께 사용 가능

즉, argc, argv를 사용하기 위해 어떤 헤더를 include할 필요는 없지만,
인자를 출력(printf)하거나 문자열을 정수로 바꾸려면(atoi)
그에 맞는 라이브러리를 include해야 합니다.

---

✅ 5️⃣ 요약 표

항목설명

소속	C 표준 main 함수의 인자 (OS가 전달)
정의 위치	헤더 파일 아님 — 실행 시 자동 전달
사용 목적	프로그램 실행 시 커맨드라인 인자 받기
자료형	int argc, char *argv[] (또는 char **argv)
종료 규칙	argv[argc]는 항상 NULL 포인터

---

✅ 정리 문장

argc와 argv는 헤더 파일에서 “제공되는” 변수가 아니라,
운영체제가 프로그램 시작 시 main() 함수로 넘겨주는 인자입니다.
즉, “표준 C의 약속된 인터페이스”라고 보는 게 정확합니다.

---

✅ 즉, 네가 main()을 정의할 때 인자 이름을 어떻게 짓든,
OS는 항상 첫 번째 인자에는 인자 개수,
두 번째 인자에는 문자열 배열 포인터를 전달해줍니다.

 

예를 들어, 아래 코드는 전부 동등해요 👇

int main(int a, char *b[])
int main(int count, char **list)
int main(int banana, char *apple[])

이름이 다 달라도,
운영체제는 항상

• 첫 번째 매개변수 → 인자의 개수
• 두 번째 매개변수 → 인자들의 배열 주소

로 전달합니다.

 

⚠️ 4️⃣ 하지만 “형태”는 중요함

즉, 자료형의 형태는 반드시 맞아야 합니다.
운영체제는 main을 “그 형태대로” 호출하거든요.

✅ 맞는 예:

int main(int argc, char *argv[])

 

❌ 틀린 예 (형태가 안 맞음):

 

int main(char argc, char argv[])    // 자료형 불일치 → undefined behavior​

 

 

⚙️ 그런데 만약 네가 이렇게 정의한다면?

int main(int a, int b, int c)

 

운영체제는 여전히
“main(int, char, char***)”** 형태라고 생각하고 데이터를 전달합니다.

즉, OS는

“a에는 인자 개수(int), b에는 argv 배열의 주소, c에는 환경변수(envp)의 주소”를 넘길 거예요.

---

🔍 실제 호출 구조 예시 (리눅스 기준)

OS 내부에서:

a ← argc (예: 4)
b ← argv의 주소 (예: 0x7ffce3b2)
c ← envp의 주소 (예: 0x7ffce3f0)

즉,
b와 c는 사실 “메모리 주소(포인터)”인데,
프로그램은 그걸 “정수”라고 착각해서 받아버립니다.

 

⚠️  결과적으로 어떤 일이 생기나?

상황결과

a (int)	정상적으로 인자 개수(예: 4)가 들어올 수 있음
b, c (int)	원래 포인터였던 값의 “주소 숫자값”이 강제로 저장됨
프로그램에서 b, c를 쓰면	의미 없는 값, 접근 시 세그폴트(segfault) 발생 가능

즉, 정상적으로 동작하지 않습니다

 

🧠 이유 요약

운영체제는 main을 호출할 때 항상

main(int, char **, char **)

형태로 스택에 인자를 올려놓고 호출합니다.

그런데 네가 main을

main(int, int, int)

로 선언하면,
자료형 해석이 완전히 달라져요.

• 첫 번째 인자(argc)는 운 좋게 맞음
• 두 번째 인자(argv)는 원래 “문자열 배열의 주소”인데
  → 프로그램은 “단순 정수”로 해석
• 세 번째 인자(envp)도 포인터인데
  → “정수 값”으로 해석

즉,
실행은 되지만 내용이 다 꼬입니다.

 

예시

#include <stdio.h>

int main(int a, int b, int c) {
    printf("a = %d\n", a);
    printf("b = %d\n", b);
    printf("c = %d\n", c);
    return 0;
}

 

실행

$ ./a.out hello
a = 2
b = 3273568912
c = 3273569120

 

• a는 우연히 인자 개수가 맞게 들어갔지만,
• b, c는 사실 argv, envp의 주소값이 정수로 찍힌 것뿐이에요.