쉽게 풀어쓴 C언어 Express 제17장 동적메모리와 연결리스트 C Express

동적 할당 메모리의 개념 프로그램이 메모리를 할당받는 방법 정적(static) 동적(dynamic) 정적 메모리 할당 프로그램이 시작되기 전에 미리 정해진 크기의 메모리를 할당받는 것 메모리의 크기는 프로그램이 시작하기 전에 결정 int i, j; int buffer[80]; char name[] = “data structure"; 처음에 결정된 크기보다 더 큰 입력이 들어온다면 처리하지 못함 더 작은 입력이 들어온다면 남은 메모리 공간은 낭비

동적 메모리 동적 메모리 실행 도중에 동적으로 메모리를 할당받는 것 사용이 끝나면 시스템에 메모리를 반납 필요한 만큼만 할당을 받고 메모리를 매우 효율적으로 사용 malloc() 계열의 라이브러리 함수를 사용

동적 메모리 할당의 과정 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { int *pi; // 동적 메모리를 가리키는 포인터 pi = (int *)malloc(sizeof(int)); // ① 동적 메모리 할당 if( pi == NULL ) // 반환값이 NULL인지 검사 printf("동적 메모리 할당 오류\n"); exit(1); } *pi = 100; // ② 동적 메모리 사용 printf("%d\n", *pi); free(pi); // ③ 동적 메모리 반납 return 0;

malloc()과 free() void *malloc(size_t size); malloc()은 바이트 단위로 메모리를 할당 만약 요청한 메모리 공간을 할당할 수 없는 경우에는 NULL값을 반환 void free(void *ptr); free()는 동적으로 할당되었던 메모리 블록을 시스템에 반납 ptr은 malloc()을 이용하여 동적 할당된 메모리를 가리키는 포인터

malloc1.c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main( void ) { char *pc = NULL; pc = (char *)malloc( sizeof(char) ); if( pc == NULL ) printf( "메모리 할당 오류\n" ); exit(1); } *pc = 'm'; printf( "*pc = %c\n", *pc ); free( pc ); return 0; 1000 바이트가 할당되었습니다. 메모리를 반납하였습니다.

malloc2.c // 메모리 동적 할당 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { char *pc = NULL; int i = 0; pc = (char *)malloc(100*sizeof(char)); if( pc == NULL ) printf("메모리 할당 오류\n"); exit(1); } for(i=0;i<26;i++) *(pc+i) = 'a'+i; // 알파벳 소문자를 순서대로 대입 *(pc+i) = 0; // NULL 문자 추가 printf("%s\n", pc); free(pc); return 0; abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

malloc3.c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(void) { int *pi; pi = (int *)malloc(5 * sizeof(int)); if(pi == NULL){ printf("메모리 할당 오류\n") ; exit(1); } pi[0] = 100; // *(pi+0) = 100;와 같다. pi[1] = 200; // *(pi+1) = 200;와 같다. pi[2] = 300; // *(pi+2) = 300;와 같다. pi[3] = 400; // *(pi+3) = 400;와 같다. pi[4] = 500; // *(pi+4) = 500;와 같다. free(pi); return 0;

malloc4.c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> struct Book { int number; char title[10]; }; int main(void) { struct Book *p; p = (struct Book *)malloc(2 * sizeof(struct Book)); if(p == NULL){ printf("메모리 할당 오류\n") ; exit(1); } p->number = 1; strcpy(p->title,"C Programming"); (p+1)->number = 2; strcpy((p+1)->title,"Data Structure"); free(p); return 0;

calloc()과 realloc() void *calloc(size_t n, size_t size); calloc()은 malloc()과는 다르게 0으로 초기화된 메모리 할당 항목 단위로 메모리를 할당 (예) int *p; p = (int *)calloc(5, sizeof(int)); void *realloc(void *memblock, size_t size); realloc() 함수는 할당하였던 메모리 블록의 크기를 변경 (예) int *p; p = (int *)malloc(5 * sizeof(int))); p = realloc(p, 7 * sizeof(int)));

연결 리스트 배열(array) 장점: 구현이 간단하고 빠르다 단점: 크기가 고정된다. 중간에서 삽입, 삭제가 어렵다. 연결 리스트(linked list) 각각의 원소가 포인터를 사용하여 다음 원소의 위치를 가리킨다.

연결 리스트의 장단점 중간에 데이터를 삽입, 삭제하는 경우 데이터를 저장할 공간이 필요할 때마다 동적으로 공간을 만들어서 쉽게 추가 구현이 어렵고 오류가 나기 쉽다.

연결 리스트의 구조 노드(node) = 데이터 필드(data field)+ 링크 필드(link field) 헤드 포인터(head pointer): 첫번째 노드를 가리키는 포인터

자기 참조 구조체 자기 참조 구조체(self-referential structure)는 특별한 구조체로서 구성 멤버 중에 같은 타입의 구조체를 가리키는 포인터가 존재하는 구조체 // 데이터의 정의 typedef struct data { int id; char name[20]; char phone[12]; } DATA; // 노드의 정의 typedef struct NODE { DATA data; struct NODE *link; } NODE;

간단한 연결 리스트 생성 NODE *p1; p1 = (NODE *)malloc(sizeof(NODE)); p1->data = 10; p1->link = NULL; NODE *p2; p2 = (NODE *)malloc(sizeof(NODE)); p2->data = 20; p2->link = NULL; p1->link = p2; free(p1); free(p2);

연결 리스트의 삽입 연산 리스트의 처음에 삽입하는 경우 리스트의 중간에 삽입하는 경우 pnew->link = plist; NODE *insert_NODE(NODE *plist, NODE *pprev, DATA item); 리스트의 처음에 삽입하는 경우 pnew->link = plist; plist = pnew; 리스트의 중간에 삽입하는 경우 pnew->link = pprev->link;// ① pprev->link = pnew;// ②

연결 리스트의 삽입 연산 NODE *insert_node(NODE *plist, NODE *pprev, DATA item) { NODE *pnew = NULL; if( !(pnew = (NODE *)malloc(sizeof(NODE))) ) printf("메모리 동적 할당 오류\n"); exit(1); } pnew->data = data; if( pprev == NULL ) // 연결 리스트의 처음에 삽입 pnew->link = plist; plist = pnew; else // 연결 리스트의 중간에 삽입 pnew->link = pprev->link; pprev->link = pnew; return plist;

연결 리스트의 삭제 연산 리스트의 처음을 삭제하는 경우 리스트의 중간에 삽입하는 경우 NODE *delete_node(NODE *plist, NODE *pprev, NODE *pcurr); 리스트의 처음을 삭제하는 경우 plist = pcurr->link; free(pcurr); 리스트의 중간에 삽입하는 경우 pprev->link = pcurr->link;

연결 리스트의 삭제 연산 NODE *delete_node(NODE *plist, NODE *pprev, NODE *pcurr) { if( pprev == NULL ) plist = pcurr->link; else pprev->link = pcurr->link; free(pcurr); return plist; }

연결 리스트의 순회 연산 void print_list(NODE *plist) { NODE *p; p = plist; printf("( "); while( p ) printf("%d ", p->data); p = p->link; } printf(")\n");

노드의 개수 세기 int get_length(NODE *plist) { NODE *p; int length = 0; p = plist; while( p ) length++; p = p->link; } printf("리스트의 길이는 %d\n", length); return length;

합계 구하기 int get_sum(NODE *plist) { NODE *p; int sum = 0; p = plist; while( p ) sum += p->data; p = p->link; } printf("리스트의 합계는 %d\n", sum); return sum;

Q & A