int보다 char가 메모리를 덜 쓰는데 숫자는 char로 저장하는 것이 더 효율적일까?

char는 1Byte, int는 4Byte이다.

그렇다면 메모리를 아끼기 위해 숫자도 char로 저장하는 것이 더 좋은 선택 아닐까?

직관적으로는 char가 메모리를 4배 적게 사용하므로 더 효율적으로 보인다.

하지만 현대 컴퓨터에서는 대부분 그렇지 않다.

현대 CPU는 64비트(8Byte) 레지스터를 기준으로 연산한다.

따라서 char나 short와 같은 작은 자료형도 대부분 연산 전에 int 또는 CPU가 사용하는 내부 연산 크기로 자동 승격(Integer Promotion)된다.

예를 들어

char a = 10;
char b = 20;

char c = a + b;

개념적으로는 다음과 같은 과정을 거친다.

char → int(또는 CPU 내부 연산 크기)로 승격
                ↓
            연산 수행
                ↓
      결과를 다시 char에 저장

즉, char를 사용한다고 해서 CPU의 연산량이 줄어드는 것은 아니다.

CPU는 메모리에 빠르게 접근하기 위해 데이터를 일정한 단위로 정렬(Alignment)한다.

예를 들어

struct Data {
    char a;
    int b;
};

메모리는 다음과 같이 배치될 수 있다.

a        1Byte
padding  3Byte
b        4Byte

총 8Byte

char는 1Byte이지만 int를 정렬하기 위해 중간에 Padding이 추가된다.

따라서 char를 사용해도 기대만큼 메모리를 절약하지 못하는 경우가 많다.

char는 단순히 메모리를 아끼기 위한 자료형이 아니다.

다음과 같은 경우에 적합하다.

반대로 일반적인 정수 계산은 대부분 int를 사용하는 것이 자연스럽다.

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