[C] 동적 메모리 할당

📌정적 메모리 할당

 

C언어에서 배열을 선언하려고 할 때, 다음과 같이 변수로 길이를 선언하려고 하면 컴파일 오류가 발생한다.

 

#include <stdio.h>

int main() {

	int input;

	printf("배열의 크기를 입력하세요: ");
	scanf_s("%d", &input);

	int arr[input];	// 컴파일 에러: 식에 상수 값이 있어야 합니다.


	return 0;
}

 

 

코드 내 직접 변수를 선언할 때는 메모리를 컴파일 시점에 할당 받는다. 이는 시스템이 알아서 타입을 확인하고 메모리를 할당하는 것을 의미한다. 전역 변수를 제외한 모든 변수는 스택 영역에 할당되며 함수가 종료되면 소멸한다. 이렇듯 컴파일 시점에 정해지는 메모리를 정적 메모리 할당이라고 한다.

 

 

📌동적 메모리 할당

입력값에 따라 배열을 선언한다고 생각해보자. 사용자에게 값을 입력받는 것은 런타임(실행 중)이고, 코드 내 선언된 변수는 이미 스택 영역에 메모리를 할당 받고 프로그램을 시작하기 때문에 사용자가 원하는대로 메모리를 내어줄 수 없다. 이때 런타임에 원하는 만큼 메모리를 할당 받을 수 있도록 해주는 것이 동적 메모리 할당이다. 

 

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>

int main() {

	int num;
	int* student;
	int sum = 0;

	printf("학생 수를 입력하세요: ");
	scanf_s("%d", &num);

	student = (int*) malloc(sizeof(int) * num);

	if (student == NULL) {
		printf("메모리를 할당할 수 없습니다.");
		return 0;
	}
	
	printf("할당된 메모리 크기: %d\n", sizeof(int) * num);

	for (int i = 0; i < num; i++) {
		printf("%d번째 학생 성적 입력: ", i + 1);
		scanf_s("%d", &student[i]);
	}


	for (int i = 0; i < num; i++) {
		printf("%d번째 학생 성적: %d\n", i + 1, student[i]);
		sum += student[i];
	}

	printf("총점: %d", sum);


	free(student);

	return 0;
}

 

 

힙(Heap) 영역은 사용자가 메모리를 직접 할당하는 곳으로 메모리의 일부가 할당되었다가 회수됨을 반복한다. 런타임에 크기가 결정된다.

 

`void* malloc(size_t size)`

말록 또는 엠얼록으로 부른다. 인자로 할당 받고자하는 메모리를 바이트 단위로 받아 힙 영역에 사용자가 원하는 만큼 메모리를 할당한다. 이 함수는 메모리의 시작 주소값, 즉 void 포인터를 반환하는데, 원하는 만큼 메모리를 할당해줄뿐 자료형을 모르기 때문이다. 메모리가 부족하면 null 포인터를 반환하므로 참조 시 주의한다.

 

`void free(*void memblock)`

메모리 해제. 사용을 마친 메모리(이제 더이상 참조되지 않을 메모리)를 해제한다. 동적으로 메모리를 할당 받는 경우 힙 영역을 사용자가 직접 건드리기 때문에 반드시 사용 후 메모리를 반환해야 한다. 함수가 종료될 때까지 메모리를 해제하지 않으면 프로그램이 필요하지 않은 메모리(더이상 사용되지 않는 객체)를 계속 점유하며 힙 영역에 남아있게 되면서 불필요하게 메모리를 차지하는 메모리 누수 현상이 발생한다. 

 

`void* realloc(*void memblock, size_t size)`

메모리 재할당. 이미 할당받았던 메모리를 유지하면서 메모리 크기를 더 늘린다. `size` 인자는 기존 메모리와 새로 확장할 메모리를 더한 값을 뜻한다.