파이썬을 공부한 후 이해하는 C언어의 포인터

C에서의 포인터

1. 연산자의 이해

#include <stdio.h>
 
int main(void) {
    int* pnum; // 포인터 변수 pnum 선언
    int num = 12345; // num값 초기화
    pnum = &num; // pnum에 num의 주소값을 저장
    printf("num의 값 : %d\n", num);
    printf("pnum이 가리키는 변수의 값 : %d\n", *pnum); // num을 출력한 것과 결과가 같다.
    printf("pnum이 저장한 주소 값 : %d\n", pnum);
    
    return 0;
}

* : 주소 값을 주소에 저장된 값으로 바꾸는 연산. 포인터가 가리키는 메모리 공간에 접근하는 것.

& : 값이 저장된 변수명으로부터 주소를 불러오는 연산. (*와 반대의 개념이라 생각하면 이해하기 쉽다.)

 

1.1 int, char, double 등은 무엇일까?

파이썬에서는 변수형을 먼저 지정하지 않는다. C에서 이와 같은 행위는 무엇이라 생각하면 좋을까? 내가 이것을 변수에 주소를 할당하는 행위라고 이해하였다.

int num; // num이란 변수는 선언되기 전 값을 어디에 저장할지 정해두지 않았다.
num = 10;

num이란 변수는 선언되기 전 값을 어디에 저장할지 정해두지 않았다. 때문에 int num; 이라고 선언되는 순간 어떠한 주소지(예컨데 0x00010)에 연결이 되는 것이다. num이 선언된 후에는 num은 값을 저장하고 있지는 않지만 주소지는 보유한 상태이기 때문에 pnum = # 과 같이 주소지를 포인트변수 pnum에 저장할 수 있는 것이다.

 

2. 포인터와 배열

2.1 arr이 갖는 의미 (vs 파이썬)

흔히 배열의 이름으로 사용되는 arr은 arr[10] 혹은 arr[10][10] 처럼 사용된다. 파이썬에서는 arr을 그냥 출력한다던지 혹은 sum(arr) 등이 가능하였다. arr이 배열 전체를 가르키는 것처럼 사용된 것이다. 그러나 C에서 arr은 주소 값을 의미하며 그 위치는 arr[0] 값이 저장된 곳이다. 즉 arr == &arr[0] 이라고 할 수 있다. 또한 arr부터 배열의 길이 만큼 arr+i == &arr[i] 를 만족한다.

 

2.2 포인터 변수로 이뤄진 배열: 포인터 배열

포인터 배열 선언방식

int * arr1[20]; // 길이가 20인 int형 포인터 배열 arr1
double * arr2[30]; // 길이가 30인 double형 포인터 배열 arr2

 

#include <stdio.h>
 
int main(void){
    int num1 = 10, num2 = 20, num3 = 30;
    int *arr[3] = {&num1, &num2, &num3};
    
    // arr[0], arr[1], arr[2]에 저장된 값도 주소이므로 이 주소를 이용해 값을 불러오기 위해 * 을 붙힌다.
    printf("%d \n", *arr[0]);
    printf("%d \n", *arr[1]);
    printf("%d \n", *arr[2]);
    
    return 0;
}

실행결과

10
20
30

 

3. 포인터와 함수에 대한 이해

3.1 함수의 인자로 배열 전달하기

3.1.1 인자전달의 기본방식은 값의 복사이다!

int SimpleFunc(int num) {}
int main(void){
    int age=17;
    SimpleFunc(age); // age에 저장된 값이 매개변수 num에 복사됨
    ...
}

위 코드의 SimpleFunc 함수의 호출을 통해서 인자로 age를 전달하고 있다. 그러나 실제로 전달되는 것은 age가 아닌, age에 저장된 값이다! 그리고 그 값이 매개변수 num에 복사되는 것이다.

내가 넘겨준 age라는 값을 함수에서 지역 변수 num을 새로 선언하고 새로 선언된 num의 주소지를 넘겨받은 age라는 값으로부터 주소지를 얻어 num 주소지에 연결한다고 생각하면 된다.

#include <stdio.h>
 
void ShowArayElem(int * param, int len){
    int i;
    for (i=0; i<len; i++)
        printf("%d ", param[i]);
    printf("\n");
}
    
int main(void){
    int arr1[3]={1, 2, 3};
    int arr2[5]={4, 5, 6, 7, 8};
    ShowArayElem(arr1, sizeof(arr1) / sizeof(int));
    ShowArayElem(arr2, sizeof(arr2) / sizeof(int));
    return 0;
}

실행결과

1 2 3
4 5 6 7 8

 

3.2 포인터 대상의 const 선언

3.2.1 포인터 변수가 참조하는 대상의 변경을 허용하지 않는 const 선언

int main(void){
    int num=20;
    const int * ptr=#
    *ptr=30; // 컴파일 에러!
    num=40; // 컴파일 성공!
}

포인터 변수 ptr을 이용해서 ptr이 가리키는 변수에 저장된 값을 변경하는 것을 허용하지 않는다.

그렇다고 해서 포인터 변수 ptr이 가리키는 변수 num이 상수화되는 것은 아니다. 따라서 다음과 같이 변수 num에 저장된 값을 변경하는 것은 허용이 된다.