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제7장 C 언어 입문- 5강


5. 배열과 포인터

5-1. 배열의 기본적인 접근 방법
배열은 포인터와 깊은 연관이 있으므로 함께 다루도록 하겠다.
또 이 부분은 가장 어려우면서도 가장 흥미있는 부분이다. Turbo C가 처음 나왔을 때 바로 포인터라는 개념 때문에
가장 강력한 언어가 될 수 있었던 이유이다.
먼저 배열이란 동일한 자료형으로 된 기억장소의 모임을 말한다.


배열선언 방법-----------

형식
자료형 배열이름[갯수];
자료형 배열이름[갯수]={초기값1, 초기값2, 초기값3,.......};



#include
void main()
{
int K[4];
K[0]=1;
K[1]=3;
K[2]=5;
K[3]=7;
puts(" << 요 소 값 >> ");
printf("K[0]의 값은 %d\n",K[0]);
printf("K[1]의 값은 %d\n",K[1]);
printf("K[2]의 값은 %d\n",K[2]);
printf("K[3]의 값은 %d\n",K[3]);
getch();
}



위 프로그램에서는 초기값을 주지 않고 하나씩 값을 대입하여 이를 출력하는 프로그램을 만들어 보았다.
K[0], K[1], K[2], K[3]을 배열의 요소라고 하며 여기서 한가지 기억해야 할 것은 변수 선언시에
int K[4]라고 한 것은 요소를 네개 선언한다는 뜻이며, 요소는 K[3]까지만 생긴다는 것이다.



#include
void main()
{
int K[4]={1,3,5,7};
puts(" << 요 소 값 >> ");
printf("K[0]의 값은 %d\n",K[0]);
printf("K[1]의 값은 %d\n",K[1]);
printf("K[2]의 값은 %d\n",K[2]);
printf("K[3]의 값은 %d\n",K[3]);
getch();
}


위의 프로그램은 각각의 요소에 초기값을 준 경우이다.
이때 주의할 것은 초기값이 요소의 수보다 많아서는 안된다는 것이다. 적은 것은 프로그램 실행시에 문제가 되지 않으나 많은 것은 Error를 발생시킨다. 초기값을 주게 되면 순서대로 K[0]부터 들어가게 된다.



#include
void main()
{
int K[4]={1,3,5,7};
int i;
puts(" << 요 소 값 >> ");
for(i=0;i<4;i++) printf("%d\n",M[i]);
getch();
}


[ ]안에 숫자를 첨자라고 하는데 첨자에는 실수형 변수나 실수형 상수를 제외하고 일반적으로 변수와 상수가
모두 들어갈 수가 있다.



#include
void main()
{
int k,hab,M[100];
hab=0;
for(k=0;k<100;k++) M[k]=k+1;
for(k=0;k<100;k++) hab+=M[k];
printf("1부터 100까지의 합은 %d입니다.",hab);
getch();
}



위 프로그램은 1부터 100까지의 합을 구하는 프로그램을 배열을 이용해서 작성된 프로그램이다.

#include
void main()
{
int M[10]={2,5,3,5,9,4,1,0,3,5};
int i,max=0;
printf("최대값을 알아내보는 프로그램\n");
for(i=0;i<10;i++) if(max printf("최대값은 %d입니다.",max);
getch();
}




5-2. 포인터의 기본적인 개념

#include
void main()
{
/*변수가 메모리에서 차지하고 있는 위치를 알아보는 프로그램*/
int M;
M=3333;
printf("M변수의 기억장소를 알고 값을 출력하는 프로그램\n");
printf("M이란 변수는 메모리상에 %u번지로부터 확보되어있습니다.",&M);
printf("M변수 안에 기억된 값은 %d입니다.",M);
printf("%u번지로부터 확보된 값은 %d입니다.", &M,*&M);
getch();
}


위 프로그램에서 사용한 출력서식과 연산자에 대해 알아보면 %u는 unsigned 형을 출력할 때 쓰는 서식이다.
메모리 번지는 int의 범위보다 더 큰 수치를 가질 수 있으므로 %u로 사용하는 것이 좋다.
하지만 실제 컴퓨터는 16진수를 쓰는 체계를 가지고 있다. 따라서 %u 대신에 %x를 사용하여 출력을 하게 되면
16진수 메모리 번지를 볼 수가 있지만 포인터형 출력서식은 따로 있다. 바로 %p입니다.
프로그램에서 %u 대신에 %x와 %p를 사용하여 실행을 해 보면 뭐가 다른지 한눈에 알 수 있다.
컴퓨터는 16진수를 사용할 때 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F를 사용하는데 이것은 하나의 약속이다.
따라서 %p를 사용하여 메모리 번지를 알아내는 것이 가장 정확한 답이다.

그러나 16진수 체계가 익숙치 않으므로 10진수 출력서식(%u)으로 많이 사용하기도 한다.
& 연산자는 변수의 시작주소를 구하는 연산자이고 *연산자는 주소변수의 기억된 값을 구하는 연산자이다.


*&M => 주소변수에 기억된 값(변수의 시작주소연산(M변수)) => M변수의 값



#include
void main()
{
int M;
int *K;
K=&M;
*K=125;
puts(" << 포인터 변수를 이용한 출력 >> ");
printf("%d\n",M);
printf("%d\n",*K);
printf("%u\n",&M);
printf("%p\n",K);
getch();
}


위 프로그램에서 변수선언 중에 int *K;가 나왔다. 이것은 정수형을 기억 할 수 있는 공간을 하나 만든 것이다.
일반적으로 사용해 왔던 변수 선언과 별 차이가 없습니다.

보통 이런 것을 포인터형 변수라고 하는데 포인터형 변수는 다른 일반 변수와 약간의 차이가 있다.
*K 는 다른 것과 마찬가지로 값을 저장하고 있는 기억 공간을 의미한다.

하지만 K는 *K변수가 시작하는 위치를 가지고 있는 또 하나의 변수인 것이다.
다시 말해 변수 두 개를 합쳐 놓은 것과 같은 기능이다.
다시 한번 정리하면 포인터형 변수에서 처음에 위치한 *를 제외한 나머지는 변수이다
중요) 포인터형 변수에서 처음 *를 제외한 나머지 뒷부분은 주소를 가지고 있는 변수이다.



#include
void main()
{
int *p;
*p=125;
printf("%d",*p);
}


위의 프로그램을를 실행한다는 것은 정말 어리석은 짓이다.
프로그램을 자세히 뜯어보면 알겠지만 변수선언부에서 int *p; 라고 선언해 주면 메모리의 임의의 자리에
포인터형 변수가 선언되어 버린다. 정확히 말해서 p가 가르키는 번지가 쓰레기 값이다.
아무것도 입력하지 않았기 때문에 당연한 결과지만 *p=125; 라고 포인터형 변수에 정수 125를 대입하면
이 쓰레기 값이 가르키는 메모리 번지에 실제로 125를 대입하게 된다.

만약 쓰레기 값이 빈공간을 가르키고 있었다면 아무 상관이 없지만 운영체제(window95, window98)이 차지하고 있는
영역을 가르키고 있었다면 원래 있던 값은 지워지고 125라는 정수값이 들어가게 되므로 결과는
예상할 수 없는 비극이 될 것이다.




5-3. 포인터의 연산


#include
void main()
{
int *p;
p=123;
*p=456;
printf("%d",*p);
}


위의 프로그램이 잘못 된 것을 아는 것은 중요한 일이다.
123번지에 어떤 내용이 들어 있을지도 모르면서 아무렇게나 임의로 주소를 변수에 대입시키지 말라는 것이다.



#include
void main()
{
int M;
int *K;
K=&M;
*K=125;
puts(" << 포인터 변수를 이용한 출력 >> ");
printf("%d\n",M);
printf("%d\n",*K);
printf("%u\n",&M);

printf("%p\n",K);
getch();
}

이 프로그램은 먼저 int M; 이라고 하여 변수 M을 선언했다.
그리고 나서 포인터 변수 *K의 주소값에 M변수의 주소를 넣었다.
먼저 변수 M을 선언했기 때문에 M변수는 빈 공간을 가르키고 있는 것이다.
또 *K에 125라는 정수값을 대입했기 때문에 프로그램은 아무 이상이 없는 것이다.



#include
void main()
{
int M[4]={2,4,5,8};
int i;
puts(" << 요소들의 시작주소 >> ");
for(i=0;i<4;i++) printf("%x=%u\n",&M[i],&M[i]);
puts(" << 요소들이 기억한 값 >> ");
for(i=0;i<4;i++) printf("%d\n",M[i]);
getch();
}



#include
void main()
{
int M[4]={2,4,6,9};
int *p,i;
p=&M[0];
puts(" << 각 요소들의 시작주소 >> ");
for(i=0;i<4;i++) printf("%u %u\n",p+i,&M[i]);
getch();
}




위 프로그램에서는 포인터의 연산에 대해 간단히 설명하겠다.
만약 M[0]이 60891번지로부터 확보되어 있었다면 포인터형 변수 *p에서 p에는 60891이라는
메모리의 주소 번지가 들어간다. 여기에서 p+1이라는 연산은 60892가 되는 것이 아니라 60893이 되는데
그것은 포인터형 변수 *p의 자료형이 int 이기 때문에 당연히 p+1은 60891+(2*1)이 된다. 참고로 int형의 데이터는
메모리의 2바이트의 공간을 차지한다는 것을 기억하자



#include
void main()
{
int M[4]={5,2,6,3};
int *p,i;
p=M;
puts(" << 요소의 값 >> ");
for(i=0;i<4;i++) printf("%d\n",M[i]);
puts(" << 요소의 값 >> ");
for(i=0;i<4;i++) printf("%d\n",*(M+i));
puts(" << 요소의 값 ");
for(i=0;i<4;i++) printf("%d\n",*(p+i));
getch();
}



위의 프로그램에서 배열을 변수로 선언하고 포인터형 변수의 주소값에 p=M이라고 했다.
이것은 배열에서 가장 중요하게 다뤄져야 할 내용이다. 즉 배열 변수 선언시에는 마지막 [ ]를 제외한
나머지 앞부분은 배열의 메모리 번지를 가르킨다는 것이다.
따라서 p=M; 이라고 하는 것은 p=&M[0]과 똑같은 내용이다.

중요) M[100]에서 M은 m[0]이 메모리에서 차지하는 위치를 가르키는 번지라는 것입니다.




5-4. 포인터와 문자배열

#include
void main()
{
char K[6]={'h','a','n','k','u','k'};
int i;
char *p;
p=K;
puts(" << 요소의 값 >> ");
for(i=0;i<6;i++) printf("%c",K[i]);
printf("\n");
puts(" << 요소의 값 >> ");
for(i=0;i<6;i++) printf("%c",*(K+i));
printf("\n");
puts(" << 요소의 값 >>");
for(i=0;i<6;i++) printf("%c",*(p+i));
puts("\n << 요소의 시작주소 >> ");
for(i=0;i<6;i++) printf("K[%d]=%u\n",i,&K[i]);
getch();
}

위 프로그램은 지금까지의 내용을 종합해 본 것이다.

#include

void main()
{
int M[4]={1,2,3,4};
int i,*p;
p=M;
for(i=0;i<4;i++) printf("M[%d]=%d ",i,M[i]);

*p=100;
*(p+1)=200;
printf("\n%u번지\n",p);
for(i=0;i<4;i++) printf("M[%d]=%d ",i,M[i]);

p+=2;
*p=300;
*(p+1)=400;
printf("\n%u번지\n",p);
for(i=0;i<4;i++) printf("M[%d]=%d ",i,M[i]);

p--;
printf("\n%u번지\n",p);
*p=99;
*(p-1)=88;
for(i=0;i<4;i++) printf("M[%d]=%d ",i,M[i]);

printf("\n");
for(i=0;i<3;i++) printf("%d ",*(p+i));
puts("\n=끝=");
getch();
}

위 프로그램은 포인터의 연산이다.




5-5. 포인터와 문자열

#include
void main()
{
char K[]={'T','u','r','b','o',' ','C'};
int a;
char *p;
p=K;
for(a=0;a<7;a++) printf("%c",K[i]);
for(a=0;a<7;a++) printf"%c",*(K+i));
for(a=0;a<7;a++) printf"%c",*(p+i));
getch();
}

위 프로그램에서 보듯이 배열의 초기값을 주어지게 되면 배열의 숫자를 적지 않아도 알아서 컴퓨터가 그 수치를 맞춰준다.

즉, char K[]={'T','u','r','b','o',' ','C'}; 은 char K[7]={'T','u','r','b','o',' ','C'};와 같은 의미이다.
하지만 배열의 초기값을 주지 않을 때는 Error가 발생된다.

위의 프로그램은 문자 배열을 이용해서 하나씩 출력해 보았다. 그러나 이렇게 해서 문자열을 출력한다면 얼마나
갑갑한 노릇인가? 그래서 나온 서식이 바로 %s이다.
%s는 자료형에서 언급했듯이 가르키는 번지로부터 NULL값을 만날 때까지 문자상수를 출력하라는 서식이다.



#include
void main()
{
char K[]={'T','u','r','b','o',' ','C','\0'};
char *p;
p=K;
printf("%s",K);
printf("%s",p);
getch();
}



위에서도 말했지만 %s라는 출력서식은 출력대상체에 변수의 메모리 번지가 와야 한다.

#include
void main()
{
char M[]="Turbo C";
printf("%s",M);
getch();
}

#include
void main()
{
char *K="Turbo C";
printf("%s",K);
getch();
}

먼저 "Turbo C"에서 Turbo C는 하나의 문자배열이고 "Turbo C"는 문자배열이 시작하는 주소라는 것을 다시 한번 강조한다.
위 두 프로그램에서 변수선언 시에 초기값은 각각 그림과 같이 메모리에 들어가고 그 주소값은
각각 M과 K에 들어간다는 것이다.

그리고 마지막에 '\0'은 자동으로 붙기 때문에 항상 글자수보다 1바이트의 공간을 더 차지하게 된다.





5-6. 문자열에서 배열과 포인터의 차이점


#include
void main()
{
char M[]="Turbo C";
printf("%s\n",M);
K="korea";
printf("%s\n",M);
getch();
}


#include
void main()
{
char *K="Turbo C";
printf("%s\n",K);
K="korea";
printf("%s\n",K);
getch();
}


두 프로그램 중 먼저 첫 번째 프로그램은 에러가 발생했을 것이다.
그러나 두 번째 프로그램은 사용자가 원하는 출력을 실행했을 것이고 바로 이것이 포인터와 배열의 차이점이다.
배열에서의 번지를 가르키고 있는 부분 즉 M은 상수이다. 보통 번지 상수 또는 주소 상수라고 한다


상수란 이미 정해진것이다.
따라서 한번 정해지면 바꿀 수가 없다. 다시 말해서 M="korea"; 라는 문장은 상수에 주소값을 대입했기 때문에
Error이다. 그래도 내용을 변경하고 싶다면 일일이 각 요소들을 지적하여 고쳐주는 방법 밖에는 없다.
그러나 포인터 변수에서 K는 변수이다.
따라서 주소 변수에 문자열 korea의 주소 값을 대입한 두 번째 프로그램은 정상적으로 실행을 할 수 가 있는 것이다.
따라서 수많은 프로그래머들이 포인터를 이용해서 문자열을 다루고 있다.



#include
void main()
{
char *p="Turbm C";
printf("%s\n",p);
*(p+4)='o';
printf("%s\n",p);
getch();
}


이 프로그램에서는 한 문자만을 고쳐보았다.
한 문자는 주소가 아닌 값이다. 따라서 위와 같이 하면 어떤 문자든지 한 문자씩 고칠 수 있다.


#include
void main()
{
char *p="Turbo C";
printf("%s\n",p);
*p='e';
*(p+1)='n';
*(p+2)='g';
*(p+3)='l';
*(p+4)='i';
*(p+5)='s';
*(p+6)='h';
printf("%s\n",p);
getch();
}


배열에서 지금까지 했던 것은 일차원 배열이고 이차원 배열, 삼차원 배열 들이 있으며 포인터는 책으로 한권이
나올 정도로 내용이 아주 방대하다.

본 서는 마이크로프로세서 입문서이므로 깊숙한 부분까지는 삼갔다
전문서적을 구입하여 직접 확인하고 공부하길 바란다.



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