[C/C++] 08 - 1 포인터 개념

-목차-

1. 포인터 개념 

2. 포인터 변수와 & 연산자

3. 포인터 변수와 주소의 이해 

4. 포인터 활용 

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1. 포인터 개념

○ 메모리 구조와 변수

※ 메모리 

- 메모리 셀이 연속해 나열되어 있는 구조

- 각 메모리 셀은 식별을 위한 주소를 가지며 셀 내에 이진 값을 저장할 수 있다

 

※ Variable

- 값을 저장하는 메모리 공간

- Identifier, Type, Value, Memory Size, Memory Address, Scope, Lifetime 등을 속성으로 가짐

ex) int num의 속성은? 

  식별자 : num, 타입 : int, 값 : 1852609611, 메모리 크기 : 4 bytes, 메모리 주소 : 0x1000 

 

 

○ 포인터 : 지시자, 가리키는 자 (변수를 가르키는 변수)

  나를 변수로 지정해본다면 식별자는 김태윤, 타입은 사람, 값(나이)는 21살, 주소는 부산광역시라고 할 수 있다. 나에 대한 포인터는 무엇일까? 

  포인터는 변수의 주소를 값으로 가지는 변수이기에 타입은 사람*, 값은 부산광역시, 주소는 포인터 고유의 주소이다. 

 

 

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2. 포인터 변수와 & 연산자

※ 포인터 변수 : 변수의 주소를 저장하는 변수

 

※ 포인터 변수의 타입 : 참조하는 변수의 자료형에 의해 결정

- 참조하는 변수의 자료형에 *을 추가하여 표현

ex) int *, double *, char *

#include <stdio.h>

int main(void) {
	int nx = 36, ny;
    int * pn;  // 포인터 변수 pn은 int* 타입 
    
    ny = nx ; // nx value -> ny value
    pn = &nx; // nx address -> pn value
  	
    return 0;
}

 

 

※ 포인터 변수의 선언

- 포인터 변수를 의미하는 *와 reference type 사이에 공백이 있어도 무방하다

- 한 선언에서 여러 개의 포인터를 선언할 경우 각 변수 앞에 *을 붙여야 한다

#include <stdio.h>

int main(void) 
{
	int* a;
    int * b;
    int   * c;
    
    int *d, e;	// T(d) == int *
    			// T(e) == int
                
    int *f, *g; // T(f) == int * 
    			// T(g) == int *
    
    return 0;
}

 

○ 포인터 연산자  ★★★

※ & : "Address of" 연산자 

- 변수의 주소를 얻어오는 연산자

 

 

※ * : "Pointer Dereferene" 연산자

- 포인터 변수가 가르키는 변수의 값을 얻어오는 연산자

- 포인터 제1법칙 기억하기 !!!

 

 

 

○ 포인터 변수가 가지는 주소 값의 출력

※ %p : 주소를 printf로 출력할 때의 FSF

- 주소도 일종의 숫자 값으로 출력할 수 있다.

- 출력 값의 형식은 Hexa 

 

※ 포인터 변수의 메모리 크기

- 포인터 변수의 메모리 크기는 시스템(실행환경)마다 4 or 8 bytes로 다름

 

※ 포인터 변수 또한 주소를 가진다

 

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3. 포인터 변수와 주소의 이해 ★★★

#include <stdio.h>

int main(void){
	int nx = 36;
	int ny = 0;
	int* pn = &nx; // nx address -> pn value 
	
	printf("ADDR:%p\n",&nx); 		// nx의 주소값 출력
	printf("ADDR:%p\n",&ny); 		// ny의 주소값 출력
	printf("ADDR:%p\n",pn);  		// pn의 값(nx의 주소값) 출력
	printf("Size %d\n",sizeof(pn)); // pn의 메모리 크기 출력
	printf("ADDR:%p\n",&pn); 		// pn의 주소값 출력 
    
    // ★★ 참고로 먼저 선언한 변수의 주소값은 나중에 선언한 변수의 주소값보다 위에 있다.( 메모리 주소의 숫자가 더 크다. )
	
	ny = *pn;						// pn이 가르키는 nx의 값 -> ny의 값 
	printf("ny : %d\n",ny);			// 36
  
	*pn = ny + 1;					// ny + 1 -> pn이 가르키는 nx의 값
    								// 사실상 nx = ny + 1 과 동일
	printf("pn : %d\n",*pn);		// 37
	printf("nx : %d\n",nx);			// 37
    
	nx = *pn + *(&ny);				// pn이 가르키는 nx의 값(37) + ny의 값(36) -> nx의 값
	printf("nx : %d\n",nx);			// 73 
	
	printf("%d, %d, %d\n",nx,ny,*pn);
	
	return 0;
}

 

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4. 포인터 활용

○ Call by Address Value ★★★

- 변수의 포인터/주소를 알면 호출에 쓰인 변수의 값을 함수 내에서 변경할 수 있음

※ Call by value

- 변수의 값만 전달 가능하며 변수 자체를 함수로 전달할 수 없음

#include <stdio.h>

int foo(int a){
	
	a = 3;
	
	return 0;	
}
int main(void){
	
	int x = 2;
	printf("%d\n",x); 	// 2
	
	foo(x);
	printf("%d\n",x); 	// 2
	
	return 0;
}

 

 

 

 

※ Call by Address value

- 변수 x에 대한 주소 값을 가지는 포인터 변수가 매개 변수가 되는 경우 

- 포인터 변수에 대한 * 연산, 즉 deferencing을 적용하면 변수 x에 접근할 수 있고 이를 통해 변수 x값을 변화시킬 수 있음 

 

 

 

○ 포인터 매개 변수 

#include <stdio.h>

void vswap(int x, int y){
	printf(" x-[%p:%d], y-[%p:%d]\n", &x,x,&y,y);
	
	int tmp = x;
	x = y;
	y = tmp; 
	
}

void pswap(int *x, int *y){
	printf("*x-[%p:%d], *y-[%p:%d]\n",x,*x,y,*y);
	printf(" x-[%p:%p],  y-[%p:%p]\n",&x,x,&y,y);
	
	int tmp = *x;
	*x = *y;
	*y = tmp;
	
}

int main(void){
	int a = 2, b = 3;
	
	printf(" a-[%p:%d], b-[%p:%d]\n",&a,a,&b,b);
	
	vswap(a,b);
	printf(" a-[%p:%d], b-[%p:%d]\n",&a,a,&b,b);
	
	pswap(&a,&b);
	printf(" a-[%p:%d], b-[%p:%d]\n",&a,a,&b,b);
	
	return 0;
}

※ vsawp()의 이해 

- 값이 단순 복사되어 전달 ( Call by value )

- x,y의 변화가 a,b의 변화로 이어지지 않음

※ pswap()의 이해

- 매개 변수가 포인터 변수 

- 함수 호출 시 &a, &b 연산을 통해 a,b의 주소 값을 복사 

- 포인터 변수에 * 연산을 적용하여 원 변수에 접근하여 값을 바꿀 수 있다 ( Call by Address Value)

 

 

+) 한 개의 함수를 통해 하나 이상의 결과를 전달 받고자 할 때.. 

#include <stdio.h>

int project(int *a, int *b, int *sum, int *prod){
	*sum = *a + *b;
	*prod = (*a)*(*b);
	
	return 1;
}

int main(void){
	int a = 3, b = 7, sum = 0, prod = 0;
	
	project(&a,&b,&sum,&prod);
	
	printf("a+b = %d, a*b = %d\n",sum,prod);
	
	return 0; 
}

- 포인터 변수를 매개변수로 하여 값을 바꿔 마치 여러 개의 결과를 반환한 듯한 효과를 볼 수 있다.