[C언어] 배열(array)과 포인터(pointer) 관계와 자세한 설명

배열과 포인터

 

배열과 포인터는 아주 유사한 성격을 갖고 있습니다. 배열은 뭘까요?

 

우선 배열에 대해서 알아봅시다. 배열은 같은 자료형이 연속된 공간으로 나열되있는 것을 뜻합니다. 배열에 대해서 조금 더 쉽게 접근하기 위해서 index를 갖는데요. index를 통해 빠르게 배열 원소에 접근하게 됩니다.

 

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

 

이와 같은 배열이 있다면 메모리의 구조는 바로 이렇게 구성될겁니다.

 

 

왜 이런식으로 배열이 구성이 될까요??

 

왜 배열의 원소는 4바이트나 되는 걸까요.

그 이유는 int가 4바이트이기 때문입니다. 따라서 4바이트씩 주소가 증가하고 있는 겁니다.

그렇다면 char형의 배열은 한 원소의 크기가 1바이트이고, long long배열의 한 원소 크기는 8바이트가 되는 겁니다. got it?

 

 

사실 a라는 변수는 a[0]의 주소값을 갖고 있습니다. 배열의 시작주소를 가지고 있다는 거지요.

 

따라서 a는 &a[0]와 같은 값을 나타냅니다. a는 a[0]의 주소를 가리키고 있다는 겁니다. 

a가 주소값을 가지고 있다고??

그렇다면 a가 가지고 있는 주소를 참조한다면 *a로 a가 참조하는 값을 구할 수 있겠네요. 그러면 정말 a[0]의 값을 참조할까요? 

코드로 확인해보세요.

 

 

이제부터는 다른 배열의 다른 연산법을 알아보겠습니다. a는 a[0]을 가리키고 있는 포인터라고 했습니다. a[0]은 5의 값을 가지고 있습니다. 

헌데, a가 a[0]를 가리키고 있으니, *a는 a[0]의 값을 나타내게 되는 것이지요.

 

그렇다면 이렇게 변형해볼까요?

*(a+0) 는 *a와 같은 뜻이 될까요? 아마 그렇겠죠?

그렇다면 *(a+1)은 어떤 값을 나타나게 될까요?? 결론부터 말씀드리면 a[1]의 값을 갖게 됩니다. 어떤 포인터의 +1은 그것이 참조하고 있는 자료형의 크기만큼 주소를 더하라는 의미가 됩니다. 

 

그렇다면 *(a+i)는 a[i]가 되겠네요!! 와우!!

 

이제껏 지껄인 말이 확실한지 코드로 확인해보도록 하겠습니다.

 

#include <stdio.h>

int main() {
	int i;
	int a[5] = { 5,3,1,2,4 };
	
	
	
	printf("a의 주소 &a[0] = %p, a = %p \n", &a[0],a);
	printf("a의 값: %d\n", *a);
	for (i = 0; i < 5; i++)
		printf("\t 주소 %p  a[%d] : %d, *(a+%d) : %d\n",(a+i),i,a[i],i,*(a+i));

}

 

 

다음 사진은 결과를 보여줍니다.

 

 

 

제가 설명한 내용이 맞나요??

a의 값은 a[0]의 주소와 같네요!! 주소 값은 역시 4바이트씩 증가합니다. 

아까 포인터 연산 역시 제가 설명한 대로 나오고 있습니다.

포인터로 배열을 참조할 수 있습니다.

 

방금 전 배열 a를 포인터 ptr로 참조해보도록 하지요.

 

int *ptr = a;

 

로 간단하게 a라는 배열을 포인터로 참조할 수 있습니다.

a 역시 배열의 주소를 가지고 있고 ptr 역시 배열 a를 가리키고 있습니다. 그래서 a와 ptr은 같은 곳을 바라보게 되는 거죠.

 

 

그러면 ptr 역시 a가 가지는 특성을 그대로 가지고 있을까요?

코드로 확인해봅시다. 컴퓨터는 거짓말을 하지 않으니까

 

 

#include <stdio.h>

int main() {
	int i;
	int a[5] = { 5,3,1,2,4 };
	int *ptr = a;
	
	
	
	printf("a의 주소 &a[0] = %p, a = %p \n", &a[0],a);
	printf("a의 값: %d\n", *a);
	
	for (i = 0; i < 5; i++)
		printf("\t 주소 %p  a[%d] : %d, *(a+%d) : %d\n",(a+i),i,a[i],i,*(a+i));

	printf("\n");

	printf("ptr이 가리키는 주소 : %p\n", ptr);
	for (i = 0; i < 5; i++)
		printf("\t 주소 %p  p[%d] : %d, *(p+%d) : %d\n"
			,(ptr+i),i,ptr[i],i,*(ptr+i));
	
	
}

그 결과입니다.

 

 

정확히 똑같은 성질을 갖고 있다는 것을 알 수 있습니다.

 

그러면 둘의 차이는 없을까요??

 

이 둘의 차이는 크기에서 차이가 납니다.

sizeof연산을 한 번 해보도록 하지요.

 

 

#include <stdio.h>
int main() {
	int i;
	int a[5] = { 5,3,1,2,4 };
	int *ptr = a;

	printf("a의 사이즈 :%d, ptr의 사이즈 :%d\n", sizeof(a), sizeof(ptr));
}

 

결과

 

음.....

a의 사이즈는 20이고, ptr의 사이즈는 4바이트네요.

a는 배열의 크기를 갖고 있습니다.

a는 int형(4바이트) 배열로 5개가 할당되어있으니 20바이트이지요.

 

하지만 ptr은 단순히 그 배열을 참조해야하기 때문에 주소값만 저장할 수 있는 공간이면 충분합니다. 따라서 4바이트면 충분합니다.

 

그리고 배열은 상수화가 된다는 것이 특징입니다. 배열의 원소는 변경가능합니다. 하지만 배열 변수를 다른 값으로 변경할 수는 없습니다.

 

int a[5];

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

 

a=b;

 

a는 b와 크기가 같고 자료형이 같음에도 불구하고 이와 같은 코드는 컴파일 에러를 불러일으키게 되는 겁니다.

 

a는 a[0]의 주소입니다. b 역시 b[0]의 주소입니다.

주소는 read-only입니다. 즉, 값을 대입할 수가 없습니다 절대로!

 

 

위의 코드는 이것과 같은 얘기가 됩니다. 

&a[0] = &b[0] 이라는 거죠.

이제까지 이야기한 내용을 이해하셨다고 한다면 이해가 갈겁니다.

 

주소는 포인터만이 참조할 수 있는 포인터만의 특성입니다.

 

그러니까 위의 코드는 이렇게 바뀌어야합니다.

 

int *a;

int b[5] = {5, 3, 1, 2, 4} ;

 

a=b; //a=&b[0]과 같음.

 

배열과 포인터의 관계 이해하셨는지요??

이것으로 배열과 포인터의 관계를 마치겠습니다~~~