[C] C언어 기초

📌전역변수/지역변수

C언어의 전역변수는 main함수 바깥에 선언한다. ⇒ 지양할 것.

정적 변수는 static 키워드로 선언한다. 함수가 끝나도 소멸되지 않는다.

 

 

📌포인터

* 키워드를 붙여서 선언한다. (간접 연산자와 다른 의미를 가지므로 헷갈리지 말 것. 포인터임을 명시하는 키워드로 생각하자.)

 

int a = 1;
int *ptr = &a;

 

포인터 변수는 메모리의 주소를 가진다. 주소 값은 정수로 되어있으므로 4byte가 된다. (단, 64비트의 경우 8byte가 될 수 있다.)

& 주소 연산자: 주소를 반환한다.

* 간접 연산자: 그 주소에 가서 값을 반환한다.

 

 

이중 포인터(포인터의 포인터)

int a = 1;

int* ptr = &a;
int** ptrPtr = &ptr;

 

void 포인터

타입을 알 수 없지만 주소를 저장하고 싶을 때 사용한다.

int a = 1;

void* ptr = &a;

printf("%d\\n", *voidPtr); // 몇 byte를 읽을 지 알 수 없다. Error!
printf("%d\\n", *(int*)voidPtr); // 포인터를 정수형 포인터로 형변환한다.

 

 

📌배열

배열의 이름에 덧셈 또는 뺄셈 연산을 할 경우 해당 값의 자료형 크기만큼 이동한 주소 값을 반환한다.

C언어의 배열은 상수로 선언해야 한다.

int size = 5;
int arr[size]; // 에러!

 

 

배열의 길이가 명시되지 않은 경우 초기 값의 개수대로 초기화한다.

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};

 

 

포인터와 배열

배열의 이름은 해당 배열 첫 번째 요소의 주소 값을 가진다. ⇒ 배열 변수는 배열 첫 번째 요소의 주소를 가리키는 포인터가 된다.

단, 배열의 이름은 포인터 상수가 되므로 변경할 수 없다.

배열의 이름에 덧셈 연산을 할 경우 해당 자료형의 크기만큼 이동한 주소 값을 반환한다. 정수형 배열의 경우 1을 더하면 4byte만큼 이동한 주소 값이 된다.

int arr[] = {1, 3, 5, 7, 9};

arr + 1 // 두번째 요소의 주소값
*(arr + 1) // 두번째 요소
*arr + 1 // 간접 연산자(*)가 먼저 연산을 마치므로, 배열의 첫번째 요소에 1을 더한 값이 된다.

 

 

배열의 이름이 포인터기 때문에, 포인터를 배열의 이름처럼 사용할 수 있다.

간접 연산자 또는 배열처럼 인덱스를 붙여 값을 호출할 수 있다.

 

int arr[] = { 1, 3, 5, 7, 9 };
printf("%d\\n", *(arr + 1)); // 3

int* pTemp = arr;
printf("%d\\n", *(pTemp + 1)); // 3
printf("%d", pTemp[1]); // 3

 

 

 

포인터 배열

포인터 변수 여러 개를 사용하기 위한 목적으로 선언되는 배열. 요소로 포인터 변수를 가진다.

const char *pArr[] = {"C언어", "자바", "베이직"};

 

 

2차원 배열

행(row)과 열(column)을 가진 배열. 배열의 배열. 다음과 같이 선언한다.

int arr[i][j]; // i는 행, j는 열

 

 

<4행 3열을 가진 2차원 배열>

2차원 배열 이름에 1차원 배열처럼 초기 값을 넣더라도, 결과는 2차원 배열로 나온다.

 

int arr[2][3] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

== { {1, 2, 3}, {4, 5, 6} }

 

📌문자열

문자를 가진 배열. 배열의 끝에 \\0 null문자가 포함된다. 어디서부터 어디까지 읽을지 알 수 없으므로, \\0(NULL) 문자를 만나면 문자열의 끝으로 간주한다.

`char str[100] = "Hello, World!"` 과 같이 초기화 했을 때, 100개의 문자가 들어갈 수 있는 공간을 할당받는다. 이때 `Hello, World!` 만 초기화 되었으므로 나머지 뒤에 있는 값은 쓰레기값을 가지게 된다. 이때 컴퓨터가 문자열의 끝을 구분할 수 있도록 `\0`(null) 문자를 삽입한다. 즉 null 문자를 만나는 순간 문자열의 끝으로 판단한다.(뒤의 모든 값은 무시한다.)

 

char charArr[] = "Hello World!";
printf("%s\\n", charArr); // Hello World!

charArr[5] = '\\0';
printf("%s\\n", charArr); // Hello

char str[100] = "Beautiful"; 
printf("%s", str);	//	Beautiful

char str2[100] = "Hello\0 World";
printf("%s", str2);	//	Hello

 

 

📌함수

함수와 포인터

기본적인 함수의 인자 전달 형태는 복사. (call by value: 값에 의한 호출) 실인수(전달하는 주체) → 형식인수

int main(){

	int a = 10;
	func(a); // a는 실인수
	return 0;
}

void func(int b){ // b는 형식인수
	...
}

 

 

 

배열을 전달하기 위해서는 포인터로 받는다.

함수에 전달하고자 하는 값이 여러 개일 때, 배열을 전달 인자로 사용할 수 있다. (배열의 이름은 포인터. )

이때 전달 받는 인자가 포인터 변수이기 때문에, 원본 배열의 크기를 알 수 없다. sizeof 를 사용할 경우 포인터의 사이즈인 4 가 출력 된다.

C언어에서는 length 를 상수로 가지는 타 언어와 달리 원본 배열의 크기를 따로 전달해야 한다.

#include <stdio.h>

int func(int *pArr, int size) {

	int sum = 0;

	for (int i = 0; i < size; i++) {
		sum += pArr[i];
	}

	return sum;
}

int main() {

	int arr[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	int result = func(arr, sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));

	printf("%d\\n", result);

	return 0;
}

 

 

 

 

함수 포인터

함수의 주소값을 저장한다.

// 자료형(*함수 포인터 이름)(인자 목록)
int (*func)(int a);

 

#include <stdio.h>

int Plus(int a, int b) {
	return a + b;
}

int Minus(int a, int b) {
	return a - b;
}

int main() {

	int (*funcPtr)(int a, int b);

	funcPtr = Plus;
	funcPtr = Minus;

	printf("%d", funcPtr(12, 2));

	return 0;
}

 

 

함수의 동적 바인딩을 위해 사용할 수 있다. 컴파일 시점에 고정된 할당이 아니라 런타임에서도 함수가 변경될 수 있도록 한다. 프로그램 실행 중에 어떤 함수를 호출할지 결정할 수 있다.(동적 함수 호출)

 

void func(int a, int b, void (*callback)()) {
	...
}

 

함수 포인터는 참조하고자 하는 함수의 선언부와 완전히 일치해야 한다. (반환 자료형과 매개변수 타입 또는 순서가 모두 일치해야함)

함수 포인터가 참조하고 있는 주소가 유효한지 확인해야한다. 잘못된 주소를 호출하거나 `null` 을 참조할 경우 프로그램이 종료될 수 있다.

 

 

 

 

 

📌Call by Value / Call by Reference

값에 의한 호출(Call by value)

실 인수의 값을 형식 인수가 복사해서 넘겨 받는다. 실 인수가 저장된 주소 값과 형식 인수가 저장된 주소 값이 일치하지 않는다.

참조에 의한 호출(Call by reference)

실 인수가 참조하고 있는 주소의 값을 형식 인수가 참조한다.

함수 내에서 데이터를 변경하면 원본 데이터도 변경된다. (얕은 복사)

 

 

 

📌스택/힙 메모리

스택메모리

LIFO(Last In First Out: 후입선출). 함수를 위한 공간. 제한된 크기와 빠른 속도. 각 함수는 자신의 스택 프레임을 가지며, 여기에 지역 변수, 매개 변수, 리턴 될 주소(함수를 호출한 위치)가 포함된다.

 

힙 메모리

동적 메모리. 개발자가 직접 할당한다. (malloc calloc free) 수동으로 관리해야 함. 스택보다 크다. free() 로 메모리가 해제되기 전까지 유지된다. ⇒ 메모리 누수 주의!

큰 배열이나 객체를 동적으로 할당할 때.

(자바의 경우 new 키워드를 사용하면 힙 메모리에 올라간다. 더이상 참조되지 않는 객체의 메모리는 가비지 컬렉터에 의해 자동으로 해제된다. static 변수는 힙이 아니라 메서드 영역에 저장된다.)