[Practice & Tips] Practice 5 : 포인터와 변수, 배열과 참조

 

 

1. 포인터와 변수

 

 

A) 변수와 포인트 변수

 

 

a) 변수

: 데이터 저장을 목적으로 프로그램에 의해 할당되어진 메모리 공간의 명칭으로, 변수를 프로그램에서 사용하기 위해서는 선언과 정의 과정을 거쳐야 한다.

 

ex) int o;

     o = 10;

 

 

b) 포인터 변수

: 특정 메모리 주소를 가르키는 변수

 

# 지정 방법 : 자료형의 뒤쪽에 '*'를 첨가함으로써 포인터 변수를 만들 수 있다.

                  ex) int* p;, int** r;

 

# 포인터 변수의 다른 이름

: 자료형의 뒤편에 1개의 '*'가 첨가된 포인터 변수는 일중 포인터 변수라고도 부르며, 학문상의 의미는 일반 포인터 변수와 동일하다.

 

 

 

B) 포인터 선언 및 초기화

 

 

a) 분리형 선언

 

# int *p; 등 과 같이 포인터 변수 p를 정수 지정 메모리에 대해 선언

  이후 p = &n; 과 같이변수 p 를 &기호를 사용하여 n의 주소를 p에 저장한다. 이러한 작용을 초기화라고 한다.

  이떄 변수의 주소를 불러오는 기호인 '&'와 메모리 안 포인터가 지정하는 값을 추출하는 기호인 '*'을 사용한다.

 

 

 

b) 통합형 선언

 

# 분리형 선언과는 달리 n과의 매칭 작업과 포인터 선언을 동시에 진행하는 선언 방식이다.   

   'int *p = &n '처럼 포인터 p를 선언하며 이를 &을 사용하여 n과 매치한다.

 

 

 

c) 자료형의 크기

 

 

# 정수형 자료형

 

- char : 1

- short : 2

- long : 4

- long long : 8

- int : 4

 

# 실수형 자료형

 

- float : 4

- double : 8

 

 

 

 

C) 포인터, 변수와 관련된 크기

 

 

a) 포인터가 지시하는 변수 크기

 

- int 형  ->  4byte의 크기 만큼 읽어들임

- char 형 -> 1byte 의 크기만큼 읽어들임

- double형 -> 8byte의 크기만큼 읽어들임

 

 

b) 포인터 변수 그 자체의 크기

 

- 포인터 변수는 그 자체로 4byte의 크기를 가진다.

 

ex) sizeof (모든 포인트 변수) = 4

 

 

 

2. 포인터와 배열

 

 

A) 배열과 포인터 변수

 

 

# 배열 : 자료를 메모리에 나열한 구조를 의미하며, 데이터 형식의 크기만큼 각 원소가 메모리를 차지한다. 배열은 [자료형] [식별자] [배열             크기] 의 형식으로 선언이 가능하다.

           배열의 각 원소는 메모리에 연이어 놓이고, 배열의 그 다음 위치의 원소로 접금 시 *(포인터 변수 +1)로 표현한다. 그 다음 배열의             첫 번째 것으로부터 m만큼 떨여져 있는 원소에는 *(포인터 변수 +m)의 표현을 사용한다.

 

ex) int n[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };

   

ex) int n[4] = { 1, 2, 3, 4 };

int *p = NULL;

p = n; or p = &n[0];

 

# 포인터 변수 : 메모리 속 특정 주소를 저장하기 위해 사용하는 변수이다.

 

ex) int *p = NULL;                  -> 특정 배열에 대하여 포인터 변수를 초기화하는 경우 배열의 첫 번째 원소를 주소로 지정한다.

p = n; or p= &n[0]; 

 

 

 

3. 참조

 

 

A) 참조와 참조자 선언

 

 

# 참조

 

: 이미 존재하는 변수에 또 다른 이름인 별명을 붙이는 것으로, 만들어진 별명을 통해 변수의 고유 메모리 공간으로 들어갈 수 있다. 하지만 별명을 짓는 것일 뿐 메모리에 새로운 공간을 주는 것은 아니며, 기존의 변수를 대신하여 쓰일 뿐이다. 많은 컴퓨터 언어 중에서도 C++ 에서 처음으로 쓰인 개념으로, 함수를 불러낼 때 자주 쓰인다.

 

 

# 참조자 선언

: 컴파일러에게 지금 참조한 내용이 또 다른 이름임을 알리는 역할이며, 선언 방법은 지정하고자 하는 타입 뒤에 '&'을 붙이는 방식으로 진행된다.

 

ex) int n = 2;

int &ref = n;

 

 

B) 참조와 포인터의 차이

 

# 포인터 변수는 새로운 변수를 만드는 작업을 수행하기 때문에 메모리에 별도 공간을 부여할 수 있다. 하지만 참조자의 경우 메모리에 공간을 부여하는 능력을 가지고 있지 않다. 

 

# 포인터 변수의 경우 포인터를 이용하여 배열 구조 속 다른 인덱스 안의 메모리에 접근할 수 있으나, 참조자의 경우 포인터와 달리 메모리 주소에 접근할 수 없으며, 이에 따라 안정성이 포인터에 비해 높다.

 

# 포인터 변수는 주소의 값을 이용하여 해당 데이터에 접근한다. 따라서 그 값을 변경할 수 있어 특정 대상의 인덱스 변경이 가능하다. 그러나 참조자는 변수 내부의 값을 변경할 수 있는 권한이 없는 그저 별명에 불과하다는 특징이 있다.

 

4. 함수의 인자 전달 방식

 

A) 함수 호출과 인자 전달

 

# 함수 호출

: 특정 프로그램에서 기능을 구현하는 상황에서 사용자 정의 함수를 한번 만들어 놓고 필요할 때마다 다시 만드는 과정 없이 불러와 편리하게 쓰는 것을 말한다. 함수가 호출되면 함수 안에 존재하는 문장들이 순서대로 실행되고, 이 문장들이 모두 실현되면  호출되어진 위치로 다시 되돌아간다.

 

 

 

B) Call by X 인자 전달 방식

 

a) Call by value

: 인수의 값을 함수에 전달하는 방식으로, 인수의 값이 매개변수로 복사되는 과정을 거쳐야 한다. 이때 만들어진 매개변수들은 그것들의 값이 바뀌어도 원본 변수들에게 영향이 없기 때문에 안전성이 있는 전달 방법이다.

 

아래의 사진처럼 swap 함수를 호출해야 하는 상황에서 s ,n 같은 인자의 값은 매개 변수 k, m 으로 복사되어 전달된다. 이후에 swap 함수의 과정이 수행되며 함수에 포함된 지역변수들의 값이 서로 바뀐다. 전환 이후 다시 main 함수로 되돌아오고, 함수 호출 이후의 과정이 실행된다.

 

 

 

b) Call by address

: 함수를 호출한 영역 속 실인자를 외부 함수에서 제어 가능하도록 하기 위해 사용하는 방식으로, 호출 매개체가 주소인 방법이다. 주소를 전달받는 과정이 존재하기에 수용하는 쪽은 포인터여야만 하며, 대체적으로 동작 방식이 값에 의한 호출 방식과 유사하다는 특징이 있다.

 

아래의 사진에서 볼 수 있듯 p, z의 주소가 각각 매개변수인 r, k에 할당되며 r, k가 포인터 변수로써 선언된다.

 

 

 

 

c) Call by reference

: 함수 안에서 외부 변수를 변경해야 하는 경우에 사용하는 방식으로, 포인터를 사용하지 않으면서도 함수 호출을 구현할 수 있는 방법이다. 처음부터 사용 가능한 방법은 아니고, C++에 참조를 사용할 수 있게 되며 가능해진 방식이다. 정보를 받을 때 & 연산자를 사용함으로써 실인자의 참조 정보를 전달받는 과정을 거친다. 다른 호출 방식과 결과는 비슷하지만, 다소 에러 발생의 가능성이 적고 가독성이 좋다는 특징이 있다.

 

아래 사진에서 볼 수 있듯 p, z의 값이 swap 함수의 안으로 들어가고, 이후 int %w = z, int %l = p 의 과정을 거쳐 w와 ㅣ가 각각 z, p의 참조자로 바뀌었다.

 

 

 

5. inline 함수

: 함수의 호출 오버헤드를 없애기 위해 사용하는 함수이다.

함수를 호출하는 경우에 간혹 '오버헤드'라는 현상이 발생하여 함수 호출에 걸리는 시간이 길어지는 경우가 발생한다. C++에는 오버헤드 현상을 막기 위한 키워드인 'inline'이 존재하고, 함수명 앞에 붙임으로써 인라인 함수를 만들 수 있다.

함수의 이름 앞쪽에 inline 키워드가 들어가게 되면 컴파일러는 함수를 생성하는 과정 없이 함수의 코드를 호출한 곳에 직접 붙이는 작업을 실시한다. 

 

ex) inline double square(double i){    return i*i;}