[C 언어] 포인터로 1차원 배열 다루기 (주소 접근 및 원소 값 접근)

 

배열과 포인터의 관계

 

포인터와 배열은 매우 긴밀한 관계를 갖고 있다고 여러 서적 및 자료에서 이야기 한다.

 

어떤 부분에서는 배열이 포인터를 대체하기도 하고 혹은 포인터가 배열을 대체하기도 한다.

 

배열을 배울 때 우리는 다음과 같은 내용을 알 수 있었다.

 

배열의 이름(변수명)은 해당 배열의 주소임과 동시에 첫 번째 요소의 주소 값 이다!

 

앞선 시간에 포인터에서는 또 이런 내용을 알 수 있었다.

 

포인터 변수에 올 수 있는 값은 오로지 주소 값!

 

그럼 다음 코드가 동작할까?

 

#include <assert.h>

int main() {
    int arr[] = {11, 22, 33, 44};

    int *pointer = arr;

    return 0;
}

 

그렇다 위의 코드는 전혀 문제가 없는 코드이며 잘 동작할 것이다.

 

 

아마 메모리 어딘가에 위와 같은 형태로 존재할 것이며 이게 바로 배열을 포인터 변수에 저장하는 방법이다.

 

포인터로 배열 요소 접근하기

 

배열에서 특정 요소에 접근하기 위해서는 인덱스를 이용하는 방법이 가장 흔하다.

 

하지만 포인터를 이용한다면 포인터와 정수를 적절히 조작하여 접근 하는 방식도 존재한다.

 

그 방법에 대해서 알아보기 위해 다음 코드를 알아보자.

 

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[] = {11, 22, 33, 44};

    int *pointer = arr;

    printf("%010x", pointer + 0);
    printf("%010x", pointer + 1);
    printf("%010x", pointer + 2);
    printf("%010x", pointer + 3);

    return 0;
}

 

위의 코드에서 pointer + 1 이 의미하는 것은 무엇일까?

 

(pointer + 정수) 의 의미

 

pointer 변수에 정수를 더한다는 것은 포인터 변수의 데이터 타입만큼의 byte 를 더한다는 의미가 된다.

 

이 말은 무엇이냐?

 

즉 다음과 같다는 소리이다.

 

• pointer + 0
  • pointer 변수가 가리키고 있는 주소 값에 0byte 만큼을 더한 주소
• pointer + 1
  • pointer 변수가 가리키고 있는 주소 값에 4byte 만큼을 더한 주소
• pointer + 2
  • pointer 변수가 가리키고 있는 주소 값에 8byte 만큼을 더한 주소

 

왜 4 바이트씩 증가할까?

 

이유는 바로 pointer 변수가 할당된 데이터 타입이 integer 타입이라 그렇다.

 

그럼 위의 코드는 다음과 같은 형태의 메모리 구조를 갖게 된다

 

 

포인터로 접근한 배열 요소의 값 가져오기

 

지난 시간에 포인터를 이용할 때 사용하는 참조 연산자 * 에 대해서 알아보았다.

 

참조 연산자가 만약 변수명 앞에 사용된다면 해당 메모리에 존재하는 값을 반환 한다고 했으니 우리는 참조 연산자를 이용해서 배열의 모든 값을 취할 수 있게 되었다.

 

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[] = {11, 22, 33, 44};

    int *pointer = arr;

    printf("%d", *pointer); // pointer 가 가리키는 arr 의 주소의 첫 번째 요소의 값인 11 이 출력됨

    return 0;
}

 

우리는 앞서서 (pointer + 정수) 의 의미를 이용해서 모든 배열 요소의 값에 접근할 수 있게 된다.

 

주의하자

 

우리는 pointer + 정수 를 이용해서 모든 배열 요소의 값에 접근할 수 있다고 했는데, pointer + 정수 가 컴파일러에게 명확하게 전달되지 않으면!

 

즉 괄호로 적절하게 묶지 않으면 문제가 발생한다.

 

*pointer + 1 과 *(pointer + 1) 은 아주 큰 차이가 있다는 소리다.

• *pointer + 1
  • pointer 변수가 가리키는 주소의 값에 정수 1을 더한 값
• *(pointer + 1)
  • pointer 변수가 가리키는 주소에서 4byte 만큼 이동한 주소에 저장된 값

 

그래서 우리가 앞서 배운 (pointer + 정수)의 개념과 * 연산자의 개념을 모두 적용하면 다음과 같은 코드를 이해할 수 있게 된다.

 

#include <assert.h>

int main() {
    int arr[] = {11, 22, 33, 44};

    int *pointer = arr;

    assert(arr[0] == *pointer);

    assert(&arr[0] == (pointer + 0));
    assert(arr[0] == *(pointer + 0));

    assert(&arr[1] == (pointer + 1));
    assert(arr[1] == *(pointer + 1));

    assert(&arr[2] == (pointer + 2));
    assert(arr[2] == *(pointer + 2));

    assert(&arr[3] == (pointer + 3));
    assert(arr[3] == *(pointer + 3));

    return 0;
}