배열과 포인터의 관계
배열과 포인터의 관계는 아래의 내용을 토대로 상당히 밀접하게 연관되어 있습니다.
•
배열의 이름이 포인터로 해석될 수 있는 점
◦
int arr[5]; 에서 arr 은 arr[0] 과 동일
•
포인터를 사용하여 배열 요소에 접근할 수 있는 점
◦
arr[i] 는 *(arr+i)와 동일
•
배열의 요소를 포인터의 연산을 통해 접근할 수 있는 점
◦
int arr[3] = {1, 2, 3}; 과 int *ptr = arr; 를 사용하여 arr[2] 와 ptr[2] 는 동일
포인터 형
포인터 형은 포인터가 가리키는 메모리 공간에 저장된 데이터의 타입을 나타냅니다. 즉, 포인터 변수를 선언할 때 해당 변수가 가리키는 데이터 타입을 명시해야 하며, 이를 포인터 형이라 합니다.
int arr[3] = {1, 2, 3};
int *ptr = arr; // int형 포인터 형
C
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여기서 ptr 은 int 포인터 형 이며, ptr 이 가리키는 메모리 공간에 저장된 데이터 타입은 int 입니다.
그래서 ptr 을 사용하여 배열 arr 의 각 요소에 접근할 수 있습니다.
배열 이름의 포인터 형
포인터 형은 포인터가 가리키는 데이터의 타입을 나타내므로, 배열의 차원에 따라 포인터 형이 다르게 적용됩니다.
1차원 배열
1차원 배열은 연속된 메모리 공간에 저장된 요소들의 집합으로, 1차원 배열의 포인터 형은 해당 배열의 요소의 데이터 타입을 가리키는 포인터 입니다.
int arr[5]; // int형 1차원 배열
// arr의 포인터 형은 int* (int 형 포인터)
int *ptr = arr;
C
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위 코드에서는 ptr 은 arr 의 첫 번째 요소를 가리키는 포인터로, int 형 데이터를 가리킵니다. 따라서, ptr 은 int* 로 정의됩니다.
2차원 배열
2차원 배열은 행, 열의 구조로 메모리에 저장되는 배열입니다. 2차원 배열의 포인터 형은 해당 배열 요소의 데이터 타입을 가리키는 포인터로, 배열의 각 행을 가리키는 포인터로 정의 됩니다.
int arr2D[3][4];
// arr2D의 포인터 형은 int (*)[4] (int 배열의 포인터)
int (*ptr2D) [4] = arr2D;
C
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위 코드에서는 ptr2D 는 arr2D 의 첫 번째 행을 가리키는 포인터로, int[4] 형식의 배열을 가리킵니다. 따라서 ptr2D 는 int (*)[4] 형식의 포인터로 정의 됩니다.
자세히 설명 드리면, 2차원 배열의 포인터 형은 배열의 각 행을 가리키는 포인터이므로, 열의 크기를 명시하여 포인터 형을 정의해야 합니다. 그 이유는 다음의 예제 코드를 통해 확인 하겠습니다.
int arr[3][2]; // 세로: 3, 가로: 2
printf("%p \n", arr);
printf("%p \n", arr+1); // arr + (sizeof(int) * 가로길이(2))
/**
0x16d0bf0c0
0x16d0bf0c8
*/
C
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위 코드의 경우 2차원 배열 arr 을 +1 연산 했을 때, 주소의 값이 sizeof(int) * 열의크기(가로길이) 만큼 증가 한 것을 알 수 있습니다.
따라서, 포인터 형을 정의할 때 열의 크기를 명시해야 하는 이유는, 포인터 연산을 할 때 메모리의 주소 값을 올바르게 계산하기 위해서입니다. 그래서 2차원 배열의 포인터 형은 타입 (*포인터변수이름)[열의크기] 로 정의하게 됩니다.
포인터 배열과 배열 포인터의 혼동을 주의해야 합니다.
•
int * arr[4]; 포인터 배열 → 배열 선언
•
int (*arr)[4]; 배열 포인터 → 포인터 변수 선언
배열을 함수의 인자로 전달
배열 포인터형을 알 수 있으면 해당 배열을 인자로 받는 함수를 정의할 때, 인자의 데이터 타입을 지정할 수 있습니다.
1차원 배열
1차원 배열을 함수의 인자로 전달할 때에는 배열의 이름(포인터)을 사용하여 전달합니다. 또한, 함수 내에서 배열을 변경하려면 포인터를 사용하여 배열 요소에 접근하여 수정할 수 있습니다.
#include <stdio.h>
// 함수 선언: 1차원 배열을 인자로 받는 함수
void printArray(int arr[], int size) { // int arr[] 대신, int * arr 도 가능
for (int i = 0; i < size; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
}
int main() {
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 배열의 크기 계산
// 배열을 함수에 전달
printf("Array in main function: ");
printArray(arr, size);
return 0;
}
/*
Array in main function: 1 2 3 4 5
*/
C
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위 코드에서 1차원 배열을 인자로 받는 포인터 형을 int 배열이름[] 으로 지정 했지만 int * 도 가능합니다.
2차원 배열
2차원 배열을 함수의 인자로 전달할 때는 1차원 배열과 마찬가지로 배열의 이름(포인터)을 사용하여 전달하지만, 2차원 배열은 각 행을 포인터로 가리키는 배열 포인터 형으로 전달해야 합니다.
#include <stdio.h>
// 함수 선언: 2차원 배열을 인자로 받는 함수
void print2DArray(int arr[][3], int rows, int cols) { // arr[][3] 대신, (*arr)[3]도 가능
for (int i = 0; i < rows; i++) {
for (int j = 0; j < cols; j++) {
printf("%d ", arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
int main() {
int arr2D[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
int rows = 2;
int cols = 3;
// 2차원 배열을 함수에 전달
printf("Array in main function:\n");
print2DArray(arr2D, rows, cols);
return 0;
}
/*
Array in main function:
1 2 3
4 5 6
*/
C
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위 코드에서 2차원 배열을 인자로 받는 포인터 형을 int 배열이름[][3] 으로 지정 했지만, int (*배열이름)[3] 도 가능합니다.
2차원 배열 포인터의 연산
2차원 배열에서도 arr[i] 는 *(arr+i) 와 같습니다.
int arr[3][2] = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};
C
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위 2차원 배열 arr 에서 요소 6 이 저장된 위치를 다른 값(4)으로 변경하는 방법은 다음과 같습니다.
arr[2][1] = 4;
(*(arr+2))[1] = 4;
*(*(arr+2)+1) = 4;
*((arr[2])+1) = 4;
C
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예제 출력
$ gcc -o array_with_pointer.o array_with_pointer.c
$ ./array_with_pointer.o
[*] 배열과 포인터의 관계
arr1의 주소: 0x16b73b060, arr1[0]의 주소: 0x16b73b060
arr1[1]: 2, *(arr1+1): 2
arr1[1]: 2, ptr[1]: 2
[*] 2차원 배열의 포인터 형
1 2 3
4 5 6
[*] 2차원 배열 포인터의 연산
int arr[3][2] = {{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}};
arr[2][1] = 4; 결과: 4
(*(arr+2))[1] = 5; 결과: 5
*(*(arr+2)+1) = 7; 결과: 7
*((arr[2])+1) = 8; 결과: 8
Shell
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