[C] 포인터와 다차원 포인터

포인터란?

 

주소를 저장하는 '변수'

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포인터 사용시 장점

• 메모리 주소를 참조하여 다양한 자료형 변수들의 접근과 조작이 용이함
• 메모리 주소를 참조하여 배열과 같은 연속된 데이터에 접근과 조작 용이
• 동적 할당된 메모리 영역에 접근과 조작 용이

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포인터 변수의 선언과 사용

자료형 * 포인터 변수 이름 = NULL; (초기화)

int *p1 = NULL;  // int형 자료의 주소를 저장하는 포인터 변수
char *p2 = NULL; // char형 자료의 주소를 저장하는 포인터 변수
double *p3 = NULL; // double형 자료의 주소를 저장하는 포인터 변수

포인터에도 자료형이 있고, 그 자료형에 알맞는 값만 가리킬 수 있다

사용은 주소 연산자와 참조 연산자를 통해 이루어진다.

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주소 연산자 (&) 와 참조 연산자 (*)

& == 주소 연산자, 주소를 나타낸다.

* == 참조 연산자, 주소가 가리키는 값을 나타낸다.

int * p = NULL;
int a = 10;
p = &a; // 포인터 변수 p에 a변수를 가리키는 주소 저장
printf("%d", *p); // p라는 포인터 변수가 가리키는 주소가 가리키는 값 출력

따라서 *p는 p가 가리키는 주소의 값 == a 변수 주소가

가리키는 값 == a변수

출력값은 10이 될 것.

 

여기서 유의해야 할 것은 p의 값, *p의 값, &p의 값이 모두 다르다는 것이다.

p = a의 주소

&p = p의 주소

*p = a (p가 가르키고 있는 주소 -> 가 가르키고 있는 값 == a)

 

이걸 이해한다면 다차 포인터 또한 쉽게 이해할 수 있다.

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직접 접근과 간접 접근

#include <stdio.h>
int main( )
{
	char c = 'A';
	char *cp = NULL;
	cp = &c; // 주소 저장
	printf("%x %c %c \n", &c, c, *&c);
	printf("%x %x %x \n", &cp, cp, *&cp);
	printf("%c \n", c); // 직접 접근
	printf("%c \n", *cp); // 간접 접근
	return 0;
}

변수를 직접 호출하면 직접 접근이고

포인터를 통해 호출하면 간접 접근이다.

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다차원 포인터

다차원 포인터는 <<a의 주소를 가리키는 포인터>의 주소를 가리키는 포인터>의 주소를 가리키는 포인터

이런 식으로 진행하는 포인터이다.

그림으로는 이렇게 나타밸 수 있고 여기서 짚고 가야 할 것은

p1 == a의 주소 == &a

*p1 == a (10)

&p1 == p1의 주소 == p2

p2 == p1의 주소

*p2 == p1의 주소가 가리키는 값 (p1) == a의 주소

**p2 == <p1의 주소가 가리키는 값>이 가리키는 것의 값 == a

 

실습과 함께하면 더 정확하게 이해할 수 있다.

#include <stdio.h>

int main() {
	int a = 115;
    int *p1 = &a;
    int **p2 = &p1;
    
    printf("%x %x %x\n", &a, p1, *p2); // a의 주소는 p1과 같고 p2가 가리키는 값과 같다.
    printf("%x %x\n", &p1, p2); // p1의 주소는 p2와 같다.
    printf("%d %d %d", **p2, *p1, a); // p2가 가리키는 값의 가리키는 값은 p1이 가리키는 값.
    return 0;
    }

앞에서 글로 설명한 내용을 코드로 구현했다.

 

다음은 '포인터의 사이즈는 8' 이라는 것을 이용해 위와 비슷한 느낌으로 이해를 돕기 위한 코드이다.

#include <stdio.h>

int main() {
    int num1 = 10;
    int* ip1 = NULL;
    int** ip2 = NULL;
    int*** ip3 = NULL;

    ip1 = &num1;
    ip2 = &ip1;
    ip3 = &ip2;

    printf("%d %d %d %d \n", num1, *ip1, **ip2, ***ip3);
    printf("%x %x %x %x \n", &num1, ip1, *ip2, **ip3);
    printf("%x %x %x \n", &ip1, ip2, *ip3);
    printf("%x %x \n", &ip2, ip3);
    printf("%d %d \n", sizeof(int), sizeof(int*));
    printf("%d %d\n", sizeof(int**), sizeof(int***));
    printf("%d %d \n", sizeof(num1), sizeof(ip1));
    printf("%d %d\n", sizeof(ip2), sizeof(ip3));

    return 0;
}

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포인터의 가감산

64비트에서 포인터의 크기는 8비트이다!

#include <stdio.h>

int main() {
    int num = 10;
    int* ip = NULL;
    int** ipp = NULL;
    
    ip = &num;
    ipp = &ip;
    
    printf("%d %d %d\n", sizeof(num), sizeof(ip), sizeof(ipp));
    		// 4 8 8
    printf("%x %x %x \n", &num, &ip, &ipp);
		//6b243028 6b243020 6b243018
    printf("%x %x %x \n", &num + 1, &ip + 1, &ipp + 1);
		//6b24302c 6b243028 6b243020
    printf("%d %x %x \n", num, ip, ipp);
		//10 6b243028 6b243020
    printf("%d %x %x \n", num + 1, ip + 1, ipp + 1);
		//11 6b24302c 6b243028
    return 0;
}

참조 연산자, 주소 연산자 또는 연산자 없이 표현하고 있는 값이

포인터인지, 그냥 int형인지 알아야만 포인터의 가감산을 이해할 수 있다.

 

위 코드의 경우 &num은 int형 변수의 주소이므로 &num + 1을 했을 때 int형 변수의 크기인 4가 더해진다.

따라서 같은 이유로 ip + 1, *ipp + 1 또한 4가 더해질 것이다.

 

또한 &ip는 포인터 변수의 주소이다. 따라서 &ip + 1을 했을 때 8이 더해진다.

같은 이유로 ipp + 1 또한 8이 더해진다.

 

&ipp의 경우도 마찬가지로, 포인터 변수의 주소이기 때문에 8이 더해진다.

 

정리하면,

4가 더해지는 경우 == int형 변수의 주소를 가리키는 경우 == &num + 1, ip + 1, *ipp + 1

8이 더해지는 경우 == 포인터 변수의 주소를 가리키는 경우 == &ip + 1, ipp + 1, &ipp + 1