왜 헤더별로 다시 묶어 정리하는가

지금까지 06~19편에서 배운 함수들은 각 개념(입출력, 동적 메모리, 문자열)에 필요할 때마다 하나씩 소개되었습니다. 그런데 실제 독학사 시험 지문은 “다음 중 <string.h>에 선언된 함수가 아닌 것은?”이나 “다음 함수 중 반환형이 void*인 것은?”처럼, 여러 헤더의 함수를 한 문제 안에서 섞어 묻는 경우가 많습니다. 이런 문제에 대응하려면 함수 하나하나의 사용법뿐 아니라, “이 함수가 어느 헤더 소속이고, 어떤 성격의 함수 무리에 속하는가”까지 함께 기억해 두어야 합니다.

쉽게 말하면: 지금까지는 요리법(각 편의 예제)을 하나씩 배웠다면, 이 편은 그 요리에 쓴 도구들을 부엌 서랍별로(헤더별로) 다시 정리해 “이 서랍을 열면 이런 도구들이 있다”는 지도를 만드는 과정입니다.

1. stdio.h — 표준 입출력

04편에서 표준 입출력의 개념(stdin, stdout)을, 16편에서 파일 입출력을 배웠습니다. 이 두 흐름에서 쓰인 함수들이 모두 <stdio.h>에 모여 있습니다.

printf와 scanf의 반환값이 정수라는 점은 자주 간과됩니다. printf는 화면에 출력한 문자 개수를(오류 시 음수), scanf는 형식 문자열에 지정한 항목 중 몇 개를 성공적으로 읽었는지를 돌려줍니다. 예를 들어 scanf("%d %d", &a, &b)를 호출했는데 사용자가 숫자를 하나만 입력하고 엔터를 눌렀다면, 반환값은 1이 되어 “두 값을 모두 읽지 못했다”는 것을 코드에서 확인할 수 있습니다. 이 반환값을 if (scanf(...) != 2) { ... }처럼 검사하는 것이 입력 오류에 대비하는 정석입니다.

2. stdlib.h — 동적 메모리·변환·유틸리티

17편에서 다룬 동적 메모리 함수와, 문자열-숫자 변환 함수가 모두 <stdlib.h>에 있습니다.

atoi(ASCII to integer)와 atof(ASCII to float)는 사용자가 문자열로 입력한 값을 계산에 쓰기 위해 숫자로 바꿀 때 씁니다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
 
int main(void) {
    char input[] = "123";
    int n = atoi(input);
    printf("%d\n", n + 1);
    return 0;
}

124

자주 틀리는 점: atoi("123") + 1을 계산하는 문제에서, "123"이 문자열(char 배열)이라는 것을 놓치고 123 + 1처럼 숫자 자체를 더한다고 착각하는 학생은 드물지만, 반대로 atoi가 변환에 실패했을 때(숫자로 시작하지 않는 문자열 등) 0을 반환한다는 규칙을 모르는 경우가 많습니다. atoi("abc")는 0을 반환하며, 이는 “변환할 수 없다”는 오류 신호가 아니라 그냥 정상적인 반환값 0이므로, 입력값이 실제로 "0"이었는지 변환 실패였는지 atoi만으로는 구분할 수 없다는 한계가 있습니다.

exit(int status)는 main 함수의 return과 비슷하게 프로그램을 끝내지만, main이 아닌 다른 함수 안에서 호출해도 그 즉시 프로그램 전체가 종료된다는 차이가 있습니다. 관례적으로 exit(0)은 정상 종료, exit(1)처럼 0이 아닌 값은 비정상 종료를 나타냅니다.

3. string.h — 문자열 처리

19편에서 다룬 함수들을 포함해, <string.h>에는 문자열을 다루는 함수들이 모여 있습니다.

strchr은 문자열 s 안에서 문자 c가 처음 나타나는 위치의 포인터를 찾고, strstr은 문자열 haystack(건초더미) 안에서 부분 문자열 needle(바늘)이 처음 나타나는 위치를 찾습니다. 두 함수 모두 못 찾으면 NULL을 반환합니다.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
int main(void) {
    char s[] = "Hello, World!";
    char *p = strchr(s, 'W');
    if (p != NULL) {
        printf("%s\n", p);
    }
    return 0;
}

World!

strchr이 찾은 위치의 포인터를 그대로 printf("%s", p)에 넘기면, 그 위치부터 널 문자까지가 출력됩니다. 이는 12편에서 배운 “포인터는 배열의 특정 위치를 가리킬 수 있고, %s는 그 위치부터 널 문자까지 출력한다”는 원리를 그대로 활용한 것입니다.

4. ctype.h — 문자 판별·변환

문자 하나가 숫자인지, 알파벳인지, 대문자인지를 판별하거나 대소문자를 바꿀 때는 <ctype.h>의 함수를 씁니다.

이 함수들은 인자와 반환값 타입이 모두 int라는 점이 독특합니다. char가 아니라 int를 쓰는 이유는, 문자 코드 값의 범위를 문자 집합 전체(음수인 EOF 값까지 포함)로 넓게 다루기 위한 표준의 설계입니다. 하지만 실제로 쓸 때는 isdigit('5')처럼 문자 하나를 그대로 넘기면 됩니다.

#include <stdio.h>
#include <ctype.h>
 
int main(void) {
    char c = 'a';
    if (isalpha(c)) {
        printf("%c\n", toupper(c));
    }
    return 0;
}

A

한 줄씩 실행 추적

5. 헤더별 함수 성격 요약

이 표를 외울 때 핵심은 “이 함수가 다루는 대상이 무엇인가”라는 기준으로 헤더를 구분하는 것입니다. stdio.h는 “입출력 장치·파일”을, stdlib.h는 “메모리와 프로그램 실행 자체”를, string.h는 “문자열 전체”를, ctype.h는 “문자 하나”를 다룬다는 감각을 잡아 두면, 처음 보는 함수 이름이 나와도 어느 헤더 소속일지 추론할 수 있습니다. 예를 들어 반환형이 void*이고 이름에 “메모리를 다룬다”는 느낌이 있으면 stdlib.h 소속일 가능성이 크고, 인자가 문자열 두 개(const char *)이면 string.h 소속일 가능성이 큽니다.

6. 시험 지문에서 자주 섞여 나오는 함정

핵심 정리

• stdio.h는 화면·파일 입출력, stdlib.h는 동적 메모리·변환·프로그램 종료, string.h는 문자열 전체 조작, ctype.h는 문자 하나 단위의 판별·변환을 담당한다.
• printf와 scanf는 각각 출력한 문자 수와 성공적으로 읽은 항목 수를 정수로 반환하므로, 이 반환값으로 입출력 성공 여부를 검사할 수 있다.
• atoi는 변환 실패 시에도 0을 반환하므로, 이 값만으로는 “입력이 정말 0이었는지”와 “변환에 실패했는지”를 구분할 수 없다.
• strchr, strstr은 찾는 대상이 없으면 NULL을 반환하며, 찾으면 그 위치부터의 포인터를 돌려준다.
• ctype.h의 판별·변환 함수들은 인자와 반환형이 모두 int로 선언되어 있다.

마무리 복습

참고 자료

• cppreference - C Standard Library headers 
• GNU C Library Manual