[C] 1차원 배열과 포인터 학습하기

1차원 배열과 초기화

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아래의 프로그램을 보면

배열명을 사용하기 전에 이 배열이 어떠한 값을 저장할 수 있는지를 지정하는 타입이 있고,

배열의 첨자를 이용하여 배열의 개수를 지정한다는 것을 알 수 있습니다.

C 에서 배열의 첨자는 반드시 0 부터 시작합니다.

그러므로 정의할 때의 첨자 수와 사용할때의 첨자는 -1의 오차를 보이게 됩니다.

즉 아래 프로그램에서  mozi[2] 는 사용해서는 안됩니다.

main()
{
    int mozi[2];
    printf("%d %d\n", mozi[0], mozi[1]);
}

배열의 초기화

위의 프로그램에서 배열은 초기화를 하지 않았습니다.

초기화를 하지 않았기 때문에 어떠한 값이 들어가 있는지 아무도 모르며, 아무값이나 출력됩니다.

아무값이나 출력되지 않게 하기 위해서는 초기화를 해줘야 합니다.

main()
{
    int mozi[2];
    mozi[0] = 0;
    printf("%d %d\n", mozi[0], mozi[1]);
}

이 프로그램은 mozi[0] 에 대해서만 초기화를 하였기 때문에, mozi[1] 에 대해서는 여전히 쓰레기 값이 들어가있습니다.

배열 전체를 초기화 하기위해서는 아래처럼 해주어야 합니다.

초기화 방법 1은 너무 무식한 방법이므로, 초기화 방법 2나 3을 사용하도록 합니다.

초기화 방법 1
mozi[0] = 0;
mozi[1] = 0;

초기화 방법 2
for(i = 0; i < 2; i++)
    mozi[i] = 0;

초기화 방법 3
int mozi[3] = {0};

첨자 생략

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배열의 초기값을 다음과 같이 설정했다고 가정합니다.

int mozi[2] = {4, 3, 7};

배열의 첨자는 2 로 지정하고, 초기치의 개수는 3 개 입니다.

이 정의는 경고를 발생시키지만 에러로 처리시키지는 않습니다.

컴파일 하고 실행하면 mozi[0] 은 4 mozi[1] 은 3 으로 잘 출력됩니다.

그러나 mozi[2] 에 대해서는 컴파일러가 메모리 할당을 하지 않기 때문에 7 이라는 값이 출력되지 않습니다.

이러한 실수를 방지하는 방법은 배열선언시 첨자의 길이를 생략하는 것입니다.

int mozi[] = {4, 3, 7};

위 처럼 작성하는 경우 컴파일러는 초기치의 개수를 세고나서 이를 첨자에 반영합니다.

따라서 mozi 의 첨자는 자동으로 3 이 되고 메모리는 12 바이트가 할당될 것 입니다.

다차원 배열

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다차원 배열은 배열의 배열로 생각하면 쉽습니다.

int mozi[2][3];
printf("%d %d %d %d %d %d\n", mozi[0][0], mozi[0][1], mozi[0][2], mozi[1][0], mozi[1][1], mozi[1][2]);

마찬가지로 모두 쓰레기 값이 출력됩니다.

1차원 배열을 초기화 했듯이, 2차원 배열도 초기화를 해줍니다.

int mozi[2][3] = {0};

만약 0으로 초기화 하지 않고 다른 값으로 초기화 하고 싶은 경우 아래처럼 진행합니다.

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

1차원 배열과 포인터

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그렇다면 배열을 포인터와 어떻게 결합할 건지 보기로 해봅니다.

main()
{
    int mozi[2] = {1, 2};
    int *tistory;

    tistory = mozi;
    printf("%d\n", *tistory);
}

소스를 보면 tistory는 mozi 변수에 대해 & 기호를 사용하지 않고 바로 사용했습니다. 왜그럴까요?

배열명은 배열의 첫번째 배열 요소의 주소를 뜻합니다.

mozi[0], mozi[1] 배열 요소들은 메모리의 어딘가에 할당되어 있을 것이고, &mozi[0], &mozi[1] 로 알 수 있습니다.

그런데 배열명은 배열의 첫번째 배열 주소를 가지고 있다고 했으므로, 다음의 식이 성립합니다.

mozi == &mozi[0]

결국 mozi 라는 배열명 자체가 주소 값을 뜻하기 때문에 이 주소 값을 tistory 라는 포인터 변수에 넣을 수 있는 겁니다.

같은의미이지만 달리말하면 tistory 는 mozi[0] 을 가리키고 있다고 할 수 있습니다.

그렇다면 mozi[1] 을 얻기위해선 어떻게 해야할까?

포인터 + 정수의 의미

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아래의 프로그램의 tistory + 1 을 봅니다. 이 수식은 어떤걸 의미할까요?

tistory 가 정수형 변수라면 "정수 + 1" 이 되겠지만, 포인터 변수이므로 주소가 들어가 있으며 이 주소에 1을 더한다는 의미입니다.

int mozi[2] = {0, 1};
int *tistory;

tistory = mozi;
tistory + 1;

여기에서 1을 더한다는 의미는

tistory 의 주소가 0x22334455 인 경우 +1 증가한 0x22334456 가 아닙니다.

tistory 의 주소에 포인터 변수의 타입 크기만큼 증가한다는 것 입니다. 정수형 변수의 크기는 4 byte 이므로 0x22334459 가 됩니다.

mozi[0] = 0; // 0x8047dlc
mozi[1] = 1; // 0x8047d20

tistory + 0; // 0x8047dlc
tistory + 1; // 0x8047d20

그렇다면 정수를 더할 때 괄호의 중요성를 알아보도록 합니다.

int mozi[2] = {0, 3};
int *tistory;

tistory = mozi;
printf("%d %d\n", *(tistory + 1), *tistory + 1);

결과는 어떻게 출력될까요? 괄호 없이 계산시 * 연산자는 + 보다 순위가 높습니다.

따라서, *(tistory + 1) 은 mozi 시작주소에서 4 byte 를 더한 주소에 있는 값을 출력하므로 3 이라는 값이 출력됩니다.

*tistory + 1 은 mozi 의 시작주소에 있는 값을 가지고 온 후에 1 을 더하므로 1 이라는 값이 출력됩니다.