쉽게 풀어쓴 C언어 Express 제11장 포인터 C Express

이번 장에서는 포인터의 기초적인 지식을 학습한다. 이번 장에서 학습할 내용 이번 장에서는 포인터의 기초적인 지식을 학습한다. 포인터이란? 변수의 주소 포인터의 선언 간접 참조 연산자 포인터 연산 포인터와 배열 포인터와 함수

포인터란? 포인터(pointer): 주소를 가지고 있는 변수

메모리의 구조 변수는 메모리에 저장된다. 메모리는 바이트 단위로 액세스된다. 첫번째 바이트의 주소는 0, 두번째 바이트는 1,…

변수와 메모리 변수의 크기에 따라서 차지하는 메모리 공간이 달라진다. char형 변수: 1바이트, int형 변수: 4바이트,… int main(void) { int i = 10; char c = 69; float f = 12.3; }

변수의 주소 변수의 주소를 계산하는 연산자: & 변수 i의 주소: &i

변수의 주소 int main(void) { int i = 10; char c = 69; float f = 12.3; printf("i의 주소: %u\n", &i); // 변수 i의 주소 출력 printf("c의 주소: %u\n", &c); // 변수 c의 주소 출력 printf("f의 주소: %u\n", &f); // 변수 f의 주소 출력 return 0; } i의 주소: 1245024 c의 주소: 1245015 f의 주소: 1245000

포인터의 선언 포인터: 변수의 주소를 가지고 있는 변수 int i = 10; // 정수형 변수 i 선언 int *p = &i; // 변수 i의 주소가 포인터 p로 대입

다양한 포인터의 선언 char c = 'A'; // 문자형 변수 c float f = 36.5; // 실수형 변수 f double d = 3.141592; // 실수형 변수 d char *pc = &c; // 문자를 가리키는 포인터 pc float *pf = &f; // 실수를 가리키는 포인터 pf double *pd = &d; // 실수를 가리키는 포인터 pd

간접 참조 연산자 간접 참조 연산자 *: 포인터가 가리키는 값을 가져오는 연산자 int i = 10; int *p = &i; printf("%d\n", *p); // 10이 출력된다. *p = 20; printf("%d\n", *p); // 20이 출력된다.

간접 참조 연산자의 해석 - skip 간접 참조 연산자: 지정된 위치에서 포인터의 타입에 따라 값을 읽어 들인다. int *p = 8; // 위치 8이 p에 저장되고, *p는 위치 8의 정수를 의미한다. char *pc = 8; // 위치 8이 pc에 저장되고, *pc는 위치 8의 문자를 의미한다. double *pd = 8; // 위치 8이 pd에 저장되고, *pd는 위치 8의 실수를 의미한다.

포인터 예제 #1 #include <stdio.h> int main(void) { int i = 3000; int *p = &i; // 변수와 포인터 연결 printf("&i = %u\n", &i); // 변수의 주소 출력 printf("p = %u\n", p); // 포인터의 값 출력 printf("i = %d\n", i); // 변수의 값 출력 printf("*p = %d\n", *p); // 포인터를 통한 간접 참조 값 출력 return 0; } &i = 1245024 p = 1245024 i = 3000 *p = 3000

포인터 예제 #2 #include <stdio.h> int main(void) { char c = 'A'; // 문자형 변수 정의 int i = 10000; // 정수형 변수 정의 double d = 6.78; // 실수형 변수 정의 char *pc = &c; // 문자형 포인터 정의 및 초기화 int *pi = &i; // 정수형 포인터 정의 및 초기화 double *pd = &d; // 실수형 포인터 정의 및 초기화 (*pc)++; // 간접 참조로 1 증가 *pi = *pi + 1; // 간접 참조로 1 증가 *pd += 1; // 간접 참조로 1 증가 printf("c = %c\n", c); printf("i = %d\n", i); printf("d = %f\n", d); return 0; } *pc++라고 하면 안됨 c = B i = 10001 d = 7.780000

포인터 예제 #3 #include <stdio.h> int main(void) { int i = 10000; // 정수 변수 정의 int *p, *q; // 정수형 포인터 정의 p = &i; // 포인터 p와 변수 i를 연결 q = &i; // 포인터 q와 변수 i를 연결 *p = *p + 1; // 포인터 p를 통하여 1 증가 *q = *q + 1; // 포인터 q를 통하여 1 증가 printf("i = %d\n", i); return 0; } i = 10002

포인터 사용시 주의점 #1 포인터의 타입과 변수의 타입은 일치하여야 한다. #include <stdio.h> int main(void) { int i; double *pd; pd = &i; // 오류! double형 포인터에 int형 변수의 주소를 대입 *pd = 36.5; return 0; }

포인터 사용시 주의점 #2 초기화가 안된 포인터를 사용하면 안된다. int main(void) { int *p; // 포인터 p는 초기화가 안되어 있음 *p = 100; // 위험한 코드 return 0; }

포인터 사용시 주의점 #3 포인터가 아무것도 가리키고 있지 않는 경우에는 NULL로 초기화 포인터의 유효성 여부 판단이 쉽다.

포인터의 증가는 일반 변수와는 약간 다릅니다. 가리키는 객체의 크기만큼 증가합니다. 포인터 연산 가능한 연산: 증가, 감소, 덧셈, 뺄셈 연산 증가 연산의 경우 증가되는 값은 포인터가 가리키는 객체의 크기 포인터 타입 ++연산후 증가되는값 char 1 short 2 int 4 float double 8 포인터의 증가는 일반 변수와는 약간 다릅니다. 가리키는 객체의 크기만큼 증가합니다.

증가 연산 예제 // 포인터의 증감 연산 #include <stdio.h> int main(void) { char *pc; int *pi; double *pd; pc = (char *)10000; pi = (int *)10000; pd = (double *)10000; printf("증가 전 pc = %d, pi = %d, pd = %d\n", pc, pi, pd); pc++; pi++; pd++; printf("증가 후 pc = %d, pi = %d, pd = %d\n", pc, pi, pd); return 0; } 증가 전 pc = 10000, pi = 10000, pd = 10000 증가 후 pc = 10001, pi = 10004, pd = 10008

포인터의 증감 연산

포인터간의 비교 #include <stdio.h> int main(void) { int i, j, *p1, *p2; p1 = &i; p2 = &j; if( p1 != NULL ) printf("p1이 NULL이 아님\n"); if( p1 != p2 ) printf("p1과 p2가 같지 않음\n"); if( p1 < p2 ) printf("p1이 p2보다 앞에 있음\n"); else return 0; } 포인터와 다른 포인터 비교 가능 p1이 NULL이 아님 p1과 p2가 같지 않음 p1이 p2보다 앞에 있음

간접 참조 연산자와 증감 연산자 수식 의미 v = *p++ p가 가리키는 값을 v에 대입한 후에 p를 증가한다. // 포인터의 증감 연산 #include <stdio.h> int main(void) { int i = 10; int *pi = &i; printf("i = %d, pi = %p\n", i, pi); (*pi)++; *pi++; return 0; } i = 10, pi = 0012FF60 i = 11, pi = 0012FF60 i = 11, pi = 0012FF64

포인터와 배열 // 포인터와 배열의 관계 #include <stdio.h> int main(void) { int a[] = { 10, 20, 30, 40, 50 }; printf("&a[0] = %u\n", &a[0]); printf("&a[1] = %u\n", &a[1]); printf("&a[2] = %u\n", &a[2]); printf("a = %u\n", a); return 0; } &a[0] = 1245008 &a[1] = 1245012 &a[2] = 1245016 a = 1245008

포인터와 배열 // 포인터와 배열의 관계 #include <stdio.h> int main(void) { int a[] = { 10, 20, 30, 40, 50 }; printf("a = %u\n", a); printf("a + 1 = %u\n", a + 1); printf("*a = %d\n", *a); printf("*(a+1) = %d\n", *(a+1)); return 0; } a = 1245008 a + 1 = 1245012 *a = 10 *(a+1) = 20

포인터를 배열처럼 사용 // 포인터를 배열 이름처럼 사용 #include <stdio.h> int main(void) { int a[] = { 10, 20, 30, 40, 50 }; int *p; p = a; printf("a[0]=%d a[1]=%d a[2]=%d \n", a[0], a[1], a[2]); printf("p[0]=%d p[1]=%d p[2]=%d \n\n", p[0], p[1], p[2]); p[0] = 60; p[1] = 70; p[2] = 80; printf("p[0]=%d p[1]=%d p[2]=%d \n", p[0], p[1], p[2]); return 0; } a[0]=10 a[1]=20 a[2]=30 p[0]=10 p[1]=20 p[2]=30 a[0]=60 a[1]=70 a[2]=80 p[0]=60 p[1]=70 p[2]=80

포인터를 사용한 방법의 장점 인덱스 표기법보다 빠르다. 원소의 주소를 계산할 필요가 없다. 포인터 사용 인덱스 표기법 사용 int get_sum1(int a[], int n) { int i; int sum = 0; for(i = 0; i < n; i++ ) sum += a[i]; return sum; } int get_sum2(int a[], int n) { int i; int *p; int sum = 0; p = a; for(i = 0; i < n; i++ ) sum += *p++; return sum; } 인덱스 표기법 사용 포인터 사용

배열의 원소를 역순으로 출력 #include <stdio.h> void print_reverse(int a[], int n); int main(void) { int a[] = { 10, 20, 30, 40, 50 }; print_reverse(a, 5); return 0; } void print_reverse(int a[], int n) int *p = a + n - 1; // 마지막 노드를 가리킨다. while(p >= a) // 첫번째 노드까지 반복 printf("%d\n", *p--); // p가 가리키는 위치를 출력하고 감소 50 40 30 20 10

포인터와 함수 C에서의 인수 전달 방법 값에 의한 호출: 기본적인 방법 참조에 의한 호출: 포인터 이용

참조에 의한 호출 함수 호출시에 포인터를 함수의 매개 변수로 전달하는 방법 #include <stdio.h> void sub(int *p); int main(void) { int i = 100; sub(&i); return 0; } void sub(int *p) *p = 200;

swap() 함수 #1 변수 2개의 값을 바꾸는 작업을 함수로 작성 #include <stdio.h> void swap(int, int); int main(void) { int a = 100, b = 200; printf("main() a=%d b=%d\n",a, b); swap(a, b); return 0; } void swap(int x, int y) { int tmp; printf("swap() x=%d y=%d\n",x, y); tmp = x; x = y; y = tmp; } main() a=100 b=200 swap() x=100 y=200 swap() x=200 y=100

swap() 함수 #2 포인터를 이용 #include <stdio.h> void swap(int*, int*); int main(void) { int a = 100, b = 200; printf("main() a=%d b=%d\n",a, b); swap(&a, &b); return 0; } void swap(int *px, int *py) { int tmp; printf("swap() *px=%d *py=%d\n", *px, *py); tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; } main() a=100 b=200 swap() *px=100 *py=200 swap() *px=200 *py=100 main() a=200 b=100

2개 이상의 결과를 반환 #include <stdio.h> // 기울기와 y절편을계산 int get_line_parameter(int x1, int y1, int x2, int y2, float *slope, float *yintercept) { if( x1 == x2 ) return -1; else { *slope = (float)(y2 - y1)/(float)(x2 - x1); *yintercept = y1 - (*slope)*x1; return 0; } int main(void) float s, y; if( get_line_parameter(3, 3, 6, 6, &s, &y) == -1 ) printf("에러\n"); else printf("기울기는 %f, y절편은 %f\n", s, y); 기울기와 y-절편을 인수로 전달 기울기는 1.000000, y절편은 0.000000

배열이 함수 인수인 경우 일반 변수 vs 배열 배열의 경우, 크기가 큰 경우에 복사하려면 많은 시간 소모 배열의 경우, 배열의 주소를 전달 // 매개 변수 x에 기억 장소가 할당된다. void sub(int x) { ... } // 매개 변수 b[]에 기억 장소가 할당되지 않는다. void sub(int b[], int n) { ... }

예제 // 포인터와 함수의 관계 #include <stdio.h> void sub(int b[], int n); int main(void) { int a[3] = { 1,2,3 }; printf("%d %d %d\n", a[0], a[1], a[2]); sub(a, 3); return 0; } void sub(int b[], int n) b[0] = 4; b[1] = 5; b[2] = 6; 1 2 3 4 5 6

배열이 함수의 인수인 경우 1/3

배열이 함수의 인수인 경우 2/3

배열이 함수의 인수인 경우 3/3

주의 함수가 종료되더라도 남아 있는 변수에 대해서만 주소를 반환하여야 한다. (사라지는 변수의 주소를 반환하면 안 된다.) 지역 변수의 주소를 반환하면 , 함수가 종료되면 사라지기 때문에 오류 int *add(int x, int y) { int result; result = x + y; return &result; } 지역 변수 result는 함수가 종료되면 소멸되므로 그 주소를 반환하면 안된다.!!

포인터 사용의 장점 연결 리스트나 이진 트리 등의 향상된 자료 구조를 만들 수 있다. 참조에 의한 호출 포인터를 매개 변수로 이용하여 함수 외부의 변수의 값을 변경할 수 있다. 동적 메모리 할당 17장에서 다룬다. (malloc() 함수에 대한 내용)

응용 예제 #1 포인터를 통한 간접 접근의 장점 현재 설정된 나라의 햄버거의 가격을 출력 #include <stdio.h> int main(void) { int burger_kor[3]={ 3000, 2000, 4000 }; int burger_usa[3]={ 3500, 2600, 5000 }; int burger_jap[3]={ 3200, 2700, 4500 }; int country; int *p_burger=NULL; printf("지역을 입력하시요:"); scanf("%d", &country); if( country == 0 ) p_burger = burger_kor; else if( country == 1 ) p_burger = burger_usa; else p_burger = burger_jap; printf("현지역에서의 햄버거 가격:"); printf("%d %d %d\n", p_burger[0],p_burger[1],p_burger[2]); return 0; }

버블 정렬 - skip void bubble_sort(int *p, int n) { int i, scan; // 스캔 회수를 제어하기 위한 루프 for(scan = 0; scan < n-1; scan++) // 인접값 비교 회수를 제어하기 위한 루프 for(i = 0; i < n-1; i++) // 인접값 비교 및 교환 if( p[i] > p[i+1] ) swap(&p[i], &p[i+1]); } void swap(int *px, int *py) int tmp; tmp = *px; *px = *py; *py = tmp; 포인터를 통하여 배열 원소 교환

배열의 최소값과 최대값 #include <stdio.h> #define SIZE 10 void get_max_min(int list[], int size, int *pmax, int *pmin); int main(void) { int max, min; int grade[SIZE] = { 3, 2, 9, 7, 1, 4, 8, 0, 6, 5 }; get_max_min(grade, SIZE, &max, &min); printf("최대값은 %d, 최소값은 %d입니다.\n", max, min); return 0; }

배열의 최소값과 최대값 void get_max_min(int list[], int size, int *pmax, int *pmin) { int i, max, min; max = min = list[0]; // 첫번째 원소를 최대, 최소값으로가정 for(i = 1;i < size; i++) // 두번째 원소부터 최대, 최소값과 비교 if( list[i] > max) // list[i]가 최대값보다 크면 max = list[i]; // list[i]를 최대값으로 설정 if( list[i] < min) // list[i]가 최소값보다 작으면 min = list[i]; // list[i]를 최소값으로 설정 } *pmax = max; *pmin = min; 최대값은 9, 최소값은 0입니다.

Q & A