포인터 ( Pointer )

포인터란 메모리의 주소 값을 담고 있는 변수 ( 또는 상수 ) 입니다.

⚀ 변수의 선언과 메모리의 할당

먼저, 위의 그림과 같이 변수가 선언되었다고 생각해봅시다.

char형은 1byte, int형은 4byte이니 총 6byte가 메모리 공간에 할당되게 됩니다.

위의 그림의 메모리 블록 위에 0x12ff73 과 같은 값들은 메모리 블록의 주소 값을 말합니다.

주소 값은 1byte의 메모리 블록 단위로 할당됩니다.

그럼 위의 그림을 보고 'A'는 0x12ff74에, 'Q'는 0x12ff75에 할당되어있습니다.

그렇다면 int형 변수 num에 담겨있는 7은 0x12ff76 ~ 0x12ff79번지에 할당되었다고 볼 수 있을까요?

답은 '아니오' 입니다. 이유는 C언어에서의 포인터는 시작 번지만으로 위치를 표현하기 때문입니다.

int형은 4byte이므로 시작 주소만 알면 끝 주소는 쉽게 알수 있겠죠?

그렇다면 여러분 int 형 변수 num은 어디에 저장되어 있을까요?

네, 0x12ff76번지에 저장되어 있습니다.

그런데 주소값 0x12ff76 또한 정수이기 때문에 저장이 가능합니다.

그리고 이와 같이 주소값을 저장하기 위해 사용하는 변수가 바로 '포인터 변수' 입니다.

⚁ 포인터 변수를 선언하는 방법

"정수 7이 저장된 int형 변수 num을 선언하고 이 변수의 주소 값 저장을 위한 포인터 변수 pnum을 선언한 뒤 pnum에 num의 주소값을 저장하자"

위의 문장대로 실행하려면 어떻게 해야 할까요? 다음과 같은 코드로 작성하면 됩니다.

위의 코드에서 여러분은 *와 &라는 연산자를 볼 수 있을겁니다.

*와 & 연산자는 어떤 작업을 할까요?

우선 * 연산자는 "변수를 가리키는 연산자"입니다.

좀, 설명이 어려울 수 있겠지만 위와 같이 int * pnum이라고 한다면 int 형 변수를 가리키는 pnum의 선언을 의미합니다.

음.. int 형 변수의 주소 값을 저장할 수 있는 포인터 변수 ( pnum )의 선언이라고 하면 될것 같네요.

다음으로 & 연산자는 "오른쪽에 등장하는 피연산자의 주소 값을 반환하는 연산자" 입니다.

& 연산자는 * 연산자에 비해 이해하기 쉬울것이라고 생각됩니다.

위의 코드와 같이 pnum= &num이라는 코드는 주소 값을 저장할 수 있는 포인터 변수 pnum에 num에 주소 값을 넣어준다고 생각하시면 됩니다.

따라서 위의 코드를 해석해 보자면 num에 7이라는 값을 넣어준 뒤 num의 주소 값을 저장할 포인터 변수 pnum을 선언해 줍니다.

그 뒤, pnum에 num의 주소 값을 넣어주는 것 입니다.

이해 가셨죠?

아! 그리고 포인터 변수를 선언할 때에는 포인터 변수가 가리키고자 하는 변수의 자료형과 포인터 변수의 자료형이 같아야 합니다.

예를 들어, type num이라는 변수의 주소 값을 저장하고 싶을 때에는 type * ptr이라는 포인터 변수를 선언해 주어야 합니다.

이런 식으로 주소 값을 저장할 변수와 포인터 변수의 자료형이 일치해야 하는 이유는 자료형이 달라지면 크기도 달라지기 때문입니다.

예를 들어 int 형 변수는 4byte인데, 1byte인 char형 포인터 변수에 저장을 하면 오류가 생기겠죠?

⚂  Example Question

① 포인터 변수 pnum을 선언합니다.

② pnum에 num 1의 주소 값을 저장합니다.

③ pnum은 num 1이므로 30을 증가시킵니다.

④ pnum이 가리키는 대상을 num2로 변경합니다.

⑤ pnum은 num2 이므로 30을 감소시킵니다.

실행 결과 : num1 : 130, num2 : 70

위의 실행결과를 통해서  pnum에 num이 담겨있었다는 것을 확인할 수 있을 것입니다.

⚠︎ 잘못된 포인터의 사용과 NULL 포인터

▾▾▾▾▾▾ 1번 ▾▾▾▾▾▾

<실행 결과>

The variable 'ptr' is being used without being initialized.

- ptr 이 초기화 되지 않았다고 나옵니다.

포인터 변수를 선언만 하고 초기화 하지 않으면, 포인터 변수는 쓰레기 값으로 초기화됩니다.

즉, 어디를 가리킬지 모르게 됩니다. 

이러한 경우 매우 치명적인 결과로 이어 질 수 있습니다.

다행히 요즘의 운영 체제는 잘못된 메모리 접근의 시도가 있을 때, 이를 감지하고 해당프로그램을 중지시켜서 잘못된 메모리의 접근을 방지합니다.

▶︎ 위에 경고창이 그런 경우인것 같습니다.

▾▾▾▾▾▾ 2번 ▾▾▾▾▾▾

1번의 경우와 같지만 125로 초기화 하였습니다. 

하지만 125가 메모리 내에서 어디인지를 모르니 이는 결국 쓰레기 값으로 출력 한 것과 같게 됩니다.

▶︎ 그렇다면 올바른 포인터 변수의 초기 값은 무엇인가?

올바른 포인터 변수의 초기 값에는 '0'이나 'NULL'을 써야 합니다.

초기화 하는 값이 0인걸 가리켜 '널 포인터 (NULL Pointer)'라고 합니다.

이는 0을 가리키는게 아닌 '아무데도 가리키지 않는다' 라는 걸 의미합니다.