[C언어] 포인터에 대해 알아보자

1. 포인터의 기본

포인터란

포인터

• 일반 변수의 메모리 내 주소번지를 갖는 자료형
• 포인터를 사용하면 변수명을 통하지 않고 사용하고자 하는 대상에 직접 접근을 할 수 있어 프로그램을 간결하고 효율적으로 제어할 수 있음

포인터의 자료형

• 주소 연산자 (&) - 일반 변수명에 사용. 해당 변수의 메모리 주소를 가리킴
• 간접 연산자 (*) - 포인터 변수명에 사용. 주소가 저장되어 있는 메모리 위치를 가리킴

 

1. 포인터 선언

1) 선언하는 방법

자료형 * 변수명;

int * ptr;

• *연산자가 1개면 1차원 포인터
• 1차원 포인터는 일반변수의 주소를 값으로 가짐

int i = 3;
int * ptr = &i;

여기서 변수 ptr은 1차원 포인터로, 일반 변수인 i의 주소값을 가리킨다. 그리고 int *은 변수 ptr에 정수형으로 선언된 변수의 주소가 들어올 수 있음을 의미한다.

2) 포인터 변수의 크기 = 4바이트

포인터 변수 ptr 자체의 크기는 4바이트로 char*로 선언되든 double*로 선언되든 상관없다. 다음 포인터 변수 3개는 크기가 모두 4바이트이다.

char* ptr1;
int* ptr2;
double* ptr3;

3) *의 위치: Anywhere

*는 선언하려는 자료형과 포인터 변수명 사이에만 위치하면 된다.

int* ptr1;
int * ptr2;
int *ptr3;

 

2. 포인터를 이용한 일반 변수로의 접근

int a = 10; 처럼 변수 a에 변수명으로 직접 접근할 수도 있지만, 포인터를 이용할 수도 있다.

int a = 10;
int *ptr = &i;


printf("ptr의 주소값: %p\n", &ptr);
printf("i의 주소값: %p\n", &i);
printf("i의 주소값: %p\n\n", ptr);


printf("i의 값: %d\n", i);
printf("i의 값: %d\n, *ptr);

• ptr은 변수 i의 주소값이다 (= &i)
• *ptr은 포인터가 가리키는 주소에 저장된 값이다 (= i)
• 포인터로 선언한 변수(=ptr)에 * 연산자를 붙이면, 포인터가 가리키는 주소에 저장된 값을 의미한다. 따라서 위에서 *ptr의 값은 10(= i)이다.

포인터를 이용하여 변수값 변경하기

int i = 3;
int *ptr = &i;
*ptr = i+2;   //포인터를 통해 i값을 바꿈

위와 같이 포인터를 이용하여 포인터가 가리키는 곳의 값을 바꾸고 연산도 할 수 있다.

ex)

int i = 10;
int *ptr = &i;

*ptr = i+20;
printf("i값 : %d\n", i);     // ➡️ i값: 30

i = i+20;
printf("i값 : %d\n", *ptr);   // ➡️ i값: 50

따라서, int b = a;와 달리, 포인터를 이용하면 i와 ptr값이 서로 연결이 된다.

포인터의 유용성

위처럼 포인터를 이용하여 변수값 변경하기를 함수에 이용하자.

원래 함수를 사용하면 한 함수 속에서 사용한 지역변수는 함수 밖에서 그 결과값이 반영되지 않는다. 왜냐하면 말그대로 지역변수이기 때문에 함수 안에서만 사용하는 값이기 때문이다. 물론 return 값을 사용하여 밖으로 내보낼 수는 있지만, return을 사용하지 않고도 포인터를 이용하면 함수속에서도 변수의 값을 바로 변경할 수 있게 된다.

포인터를 함수의 인자로 사용하면 주소값을 전달할 수 있으므로 변수 자체가 함수에 전달된다.

(ex)

Swap(&x, &y);
…
void Swap(int* a, int* b) {
   int temp;
   
   temp = *a;
   *a = *b;
   *b = temp;
}

위와 같은 함수를 작성하게 되면, 두 수를 바꾸기 위해 x와 y의 주소를 Swap()함수에 넘겨주면 Swap()함수에서 처리된 결과가 x와 y의 값에 반영된다.

 

 

2. 인자 전달 방법

인자(매개변수)의 전달 방법?

: 함수에 사용될 데이터를 보내는 방법

 

1. 인자를 값으로 전달(=Call by value)

   C언어의 가장 대표적인 인자 전달 방식.

   함수가 호출되면 인자값을 스택(Stack)이라는 기억장소에 복사한다. 값을 복사하기 때문에 호출된 함수에서 인자값을 바꾸더라도 main()함수는 전혀 영향 받지 않으므로 두 함수는 독립적이며 안전하다.

 

2. 인자를 주소로 전달(=Call by reference)

• 전달하려는 변수의 주소를 함수에 전달하는 방식.
• 포인터를 이용한 일반 변수로의 접근을 함수에 응용한 방법

함수에 변수 자체를 전달해야 할 때 사용하며, C언어에서는 포인터를 사용한다. 변수의 주소값을 주소 연산자(&)를 이용해 함수에 넘겨준다. 그 주소값을 받는 함수에서는 간접 연산자(*)를 이용해 이 주소값을 가리키는 값을 읽고 저장한다. 앞에서 다루었던 Swap()함수 예제가 여기에 해당한다.ㅜ주소를 이용해서 인자를 전달하면 여러 가지로 유용하다.

(ex)

int main(void) {
   …
   CountIncrement(&a);
}

void CountIncrement(int* n) {
   (*n)++;
}

여기서, *n++;를 입력하게 되면 증가연산자가 더 우선순위가 높으므로 *(n+1)값을 출력하게 된다(n 다음 주소값이 가지고 있는 변수값을 출력하게 됨). (*n)++;로 입력하게 되면, 우선순위가 높은 ()괄호 속을 먼저 진행하게 되므로, n의 주소값에 들어있는 변수값을 +1한 값을 출력하게 된다.

 

 

3. 포인터와 배열

1. 포인터와 배열의 관계

배열명 : 해당 데이터가 있는 시작 주소를 의미하는 포인터 상수.

• 상수이므로, 배열명의 값을 바꾸면 안된다. 즉,  배열명에 증감연산자(++,--) 등을 이용해 배열명의 값을 바꿀 수 없다.
• ex) 배열명이 a라면, a = a+1처럼 배열명으로 연산할 수 없다.
• 하지만 포인터는 변수이므로 포인터에 증감연산자 등을 이용해 값을 바꿔도 된다.

즉, 그 배열의 첫 번째 원소가 저장된 주소를 의미한다. 따라서

int a[4] = [10, 20, 30, 40];
int *p = &a[0]

일 때,  p = a와 p = &a[0]은 동일한 번지를 가리킨다.

배열 a의 주소를 표현하는 방법 3가지

구분	1	2	3
방법1(배열첨자)	&a[0]	&a[1]	&a[2]
방법2(배열명)	a	a+1	a+2
방법3(포인터)	p	p+1	p+2

• 배열명: a = 배열의 시작 주소, a+1 = 배열 a의 두 번쨰 주소
• 따라서, +1은 산술적인 의미의 숫자가 아닌 그 다음 주소를 의미한다.
• 포인터 변수 p도 같은 방법으로 배열의 주소를 표시할 수 있다.

배열 a의 값을 포현하는 방법 4가지

구분	1	2	3	4
방법1	a[0]	a[1]	a[2]	a[3]
방법2	*a	*(a+1)	*(a+2)	*(a+3)
방법3	*p	*(p+1)	*(p+2)	*(p+3)
방법4	p[0]	p[1]	p[2]	p[3]

int *p = a;
*a = *p = a[0] = p[0]

a = 배열의 시작 주소, *a = 배열 a의 시작 주소의 값. 즉 첫 번째 값

 

4. 포인터와 문자열

포인터를 이용한 문자열 표현

선언 방법

char *포인터명 = "문자열";

(ex)

char *p = "MOON";
p = "M"문자의 주소값(배열의 첫 번째 주소값)
p+1 = "O"문자의 주소값
p+2 = "O"문자의 주소값
p+3 = "N"문자의 주소값
p+4 = \0 널문자 : 문자의 마지막을 나타냄

 

출력방법 2가지

예제1

char *pC = "C programming";

printf("%s\n", pC); => 문자열을 변환기호를 이용해서 출력

while(*pC)

printf("%c", *pC++);  => 반복문을 이용해 한 글자씩 출력

*pC = pC의 첫 번째 주소값에 들어있는 값
*(pC+1) = pC의 첫 번째 주소값의 다음 주소값에 들어있는 값
*pC++는 문자 1개를 출력한 후 다음 위치로 이동하기 때문에 다음 문자를 출력하게 되는 것임

 

예제2

char *pStr[3] = {"english", "math", "korean"}

여기서 pStr[0] = "e"의 주소값, pStr[1] = "m"의 주소값, pStr[2] = "k"의 주소값

따라서 이와 같이 [0], [1], [2],는 각 문자열의 시작 주소를 가리킨다.

 

char *pStr[] = {"english", "math", "korean"}

위와 같이 배열의 크기를 초기에 지정하지 않아도 된다. 미리 지정하게 되면 불필요한 메모리의 낭비를 막을 수 있다.