C 언어 - 포인터 총정리 (Pointer) | void , 이중 포인터 , 역참조

*포인터 (pointer)

 

C에서 값을 저장할때 변수를 사용한다. 이때 이 변수는 컴퓨터의 메모리에 생성되는데, 이 메모리에 특정 장소에 저장공간을 확보해놓고 저장, 로드를 하는 방식이다.

따라서 변수에 접근할때는, 1. 변수명으로 접근하는 방법. 2. 메모리의 특정 장소값(메모리 주소)로 접근하는 방법이 있다.

이 메모리 주소값을 갖는것을 포인터 변수 라고한다. 

 

*포인터를 사용하는 이유

포인터는 컴퓨터 시스템의 특정 메모리에 바로 접근이 가능하다. 그리고 구조화된 자료를 만들어 효율적인 운영이 가능하며, 배열과 구조체등의 자료 구조함수에 접근이 용이하다.

 

 

* 메모리 주소 | 주소연산자 & | 서식지정자 %p

64비트 컴퓨터에서는 16진수 16자리의 메모리 주소를 가진다.

• 0x0000000000000000 ~ 0xFFFFFFFFFFFFFFFF

그리고 C에서 메모리 주소에 접근하기 위해서는 주소연산자 & 를 사용한다. 출력할때 서식 지정자는 %p이다.

#include <stdio.h>

int main(){
	int num1 = 2;
    printf("%p", &num1);
}

출력 >>>>>> 0061FF1C

이때 출력된 메모리 주소값은, 실행 환경에 따라, 사용 컴퓨터에 따라 계속해서 달라진다. 

 

*포인터 변수 선언 | *(Asterisk, 애스터리스크)

 

포인터 변수를 선언하려면 *(Asterisk, 애스터리스크) 를 사용한다. " *는 이 변수가 포인터다" 라고 알려주는 역할을 한다.

포인터 선언하기

int num1 = 12;
int *num1_pointer = &num1;
printf("%p", num1_pointer);

num1_pointer :  num1의 주소값이 들어있는 포인트 변수이다.

 

 

num1_pointer가 갖고있는 주소값에 뭐가 들어있는지 확인하려면 다시 *를 사용하면 된다.

이때 사용되는 *는 역참조 연산자(간접 참조 연산자)라고하며, 선언할때 사용되는 *와는 다른 의미를 갖는다.

여기서의 " *는 역참조하여 값을 가져오겠다"라는 뜻을 가진다.

포인터는 변수의 주소를 가리킨다. 그리고 역참조는 그 주소에 접근하여 값을 가져온다.

 

포인터를 이용하여 변수의 값 출력하기

#include <stdio.h>

int main(){
	int num1 = 2;
    int *pointer = &num1;
    printf("%d\n", *pointer);
}

출력 >>>>> 2

 

 

포인터를 이용하여 변수의 값 바꾸기

#include <stdio.h>
int main(){
    int num1 = 2;
    int *num1_pointer = &num1;
    *num1_pointer = 2000;
    printf("%d", num1);
}

역참조 연산자로 메모리 주소에 접근하여, 2를 2000으로 바꾸었다.

 

* 자료형과 포인터   |  자료형이 정해지지 않은 void 포인터

• C 에 있는 모든 자료형은 포인터로 만들 수 있다. ex ) long long *num1_pointer;     float *num2_pointer;
• 선언하는 자료형에 따라 메모리에 접근하는 방식이 다르다. 왜냐면 자료형마다 size가 다르기 때문에  (int 4바이트, char 1바이트...)
• 자료형이 정해지지 않은 포인터도 있다. 이를 void 포인터라고 한다.

#include <stdio.h>
int main(){
	int num1= 10;
    char c1 = 'a';
    int *num1_Ptr = &num1;    // int형 포인터
    char *c1_Ptr = &c1;       // char형 포인터
    
    void *ptr;              // 자료형이 없는 void 포인터 
  
   // 자료형이 정해지지 않았기 때문에, 어떠한 자료형의 주소를 넣어도 상관없다. 
   ptr = num1_Ptr;
   ptr = c1_Ptr;
   
   // 또한 자료형이 정해진 포인터에 void 포인터를 저장해도 문제가 없다.
   num1_Ptr = ptr;
   c1_Ptr = ptr;
   
   return 0; 
}

void 포인터는 자료형이 정해지지 않았다. 따라서 아래의 특징이 있다.

 1) 어떤 자료형으로 된 포인터도 void포인터에 넣을 수 있다. 

2) void포인터를 어떤 자료형으로 된 포인터에도 넣을 수 있다.

3) void 포인터는 역참조를 할 수 없다. (자료형이 없기 때문에, 값을 가져오거나, 저장할 size가 정해지지 않았기 때문에)

역참조가 되지 않음에도 void 포인터를 사용하는 이유는 , 함수에서 여러종류의 자료형을 받아들일때 , 함수의 반환 포인터를 여러종류의 자료형으로 된 포인터에 저장할때, 자료형을 숨기고 싶을때 사용한다.

 

 

 

 

*상수와 포인터

포인터에도 const를 붙여 상수를 가리키는 포인터를 만들수있다. 이때 const의 위치에 따라서 특성이 달라진다.

1. 상수를 가리키는 포인터 (pointer to constant)

const int num1 = 10;
const int *num1_pointer = &num1;

*num_pointer = 1300;        >>>>>> 컴파일 에러

마지막 줄에서 컴파일 에러가 나는 이유 : 변수 num1이 상수인데 값을 바꾸려 했기 때문에.

 

2. 포인터 자체가 상수

int num1 = 10;
int num2 = 1;
int * const num1_pointer = &num1;

num1_pointer = &num2;   >>>>>>컴파일 에러

마지막 줄에서 컴파일 에러가 나는 이유 : 포인터 자체가 상수인데, 다른 변수의 주소값을 넣으려고 했기 때문에

 

3. 상수를 가리키면서, 포인터 자체도 상수

const int num1 = 10;
const int * const num1_pointer = &num1;

1번경우 + 2번경우 이기 때문에, 포인터의 주소값도 변경 불가능하고, 역참조하여 변수값을 변경하는것도 불가능하다.

 

 

* 포인터 읽는 방법

무조건 역순으로 읽어주면 된다.

포인터 읽는 방법

 

 

* 이중 포인터 ( 포인터의 포인터)

 

• 포인터를 가리키는 포인터 (이중 포인터)는 *를 두번 사용하여 선언한다.
• 역참조때도 *를 두번 사용해야한다.
• 포인터의 메모리주소를 저장하기 위해서는 이중 포인터에만 저장해야 한다.
• 이중 포인터뿐 아니라, 3중 4중 그 이상도 사용 가능하다.

#include <stdio.h>
int main(){
	int *pointer1;
    int **pointer2;
    int num = 10;
    
    pointer1 = &num;
    pointer2 = &pointer1;

    printf("%d\n", num);
    printf("%d\n", *pointer1);
    printf("%d\n", **pointer2);
    return 0;
}

출력 >>>>> 10 10 10

num의 주소값을 pointer1가 가진다. 그리고 pointer1의 주소값을 pointer2가 가진다. 

pointer2의 참조 경로 : pointer1의 주소값-> num1의 주소값 -> num1 (값)

따라서, num == *pointer1 == **pointer2 == 10 의 결과가 나온다.