[C/C++] 포인터 배열 그리고 배열 포인터

 

포인터 배열, 배열 포인터 혼용하여 쓰다보면 이게 정확히 무슨 개념인지 스스로 깨닫지 못하고 사용하는 경우가 많다.

한번 이해해보자.

 

 

 

 

포인터 배열이란?

 

포인터 배열이란 각 배열의 요소가 포인터(자료형이 주소)인 것을 뜻한다.

 

다음 예시를 보자.

 

char * strArr[3] = { "cat", "dog", "bird" };
printf("%s", strArr[0]);
printf("%s", strArr[1]);
printf("%s", strArr[2]);

 

strArr는 포인터 배열이다.

각 배열의 요소가 포인터이기 때문이다.

문자열이 왜 포인터인가?

이는 배열 안에 내부적으로 문자열의 시작 주소를 나타내는 포인터이기 때문이다.

 

 

포인터 배열과 더블 포인터

 

포인터 배열의 또 다른 표현 방법으로 더블 포인터를 활용한 방법이 있다.

 

int * ptrArr[] = {ptr1, ptr2, ptr3};
int ** dptr = ptrArr;

printf("%d %d %d \n", *(ptrArr[0]), *(ptrArr[1]), *(ptrArr[2]));
printf("%d %d %d \n", *(dptr[0]), *(dptr[1]), *(dptr[2]));

 

위 코드의 실행 결과는 같다.

더블 포인터는 의미적으로 포인터를 가지는 포인터를 뜻한다.

포인터 배열은 포인터 요소들을 가지는 배열이고, 이는 더블 포인터가 해당 포인터 배열의 주소를 가져도 문제가 없다는 것이다.

 

 

char * arr[] == char ** arr

 

한 가지 기억해야 할 것은 주소에 + 연산을 할 때, 내부적으로 타입의 사이즈 만큼 증가한다는 것.

이 개념이 후에 다차원 배열 학습 시 사용되므로 기억해두자.

 

arr2[1] == *(arr2 + 1)

 

 

 

포인터를 통한 값의 Swap

 

void SwapIntPtr(int *p1, int *p2) {
	int * temp = p1;
    p1 = p2;
    p2 = temp;
}

int main(void) {
	int num1=10, num2 = 20;
    int *ptr1, *ptr2;
    ptr1 = &num1, ptr2 = &num2;
    printf("*ptr1, *ptr2 : %d %d \n", *ptr1, *ptr2);
    
    SwapIntPtr(ptr1, ptr2);
    printf("*ptr1, *ptr2: %d %d \n", *ptr1, *ptr2);
    return 0;
}

 

위의 코드는 작동이 되지 않는다.

c언어에서는 스택 프레임이라는 개념이 있다.

main 함수에서 SwapIntPtr이라는 함수를 호출 한다고 해보자.

그러면 스택 프레임위에 해당 SwapIntPtr 함수가 올라간다. 이때 지역 변수는 SwapIntPtr이 종료되어 스택 프레임에서 사라질 때 같이 사라지고 만다.

 

이 말은 무엇을 의미하는가?

애초에 ptr1과 ptr2 변수 자체를 그대로 함수 내에 인자로 전달 시켜준다면, call by Value로 인해 값의 복사가 일어난다.

그렇게 되면 p1과 p2가 지지고 볶아져도, 함수가 종료되면 main 함수 내에는 아무런 영향을 주지 않는다는 것이다.

즉, 넘겨주는 인자는 주소 값이어야 하고, 받는 인자도 포인터의 포인터를 받을 수 있는 더블 포인터이어야 한다.

 

주소 값을 전달하기 위해 ptr1, ptr2 대신 &ptr1과 &ptr2로 바꾸어주고

함수 내에서 인자를 받을 때도 **p1, **p2로 받아준다. 물론 함수 안의 p1, p2도 *p1, *p2로 바꾸어 주어야 한다.

 

 

배열 포인터란?

포인터인데, 그 주소를 찾아가면 배열이 나온다.

 

의미부터 말하자면 위와 같은데,

생긴 걸 보면 뭐 저렇게 생긴 놈이 다 있는지 하는 생각이 든다.

 

char (*p) [10];

 

 

간단하게 접근해보자.

결국은 배열 포인터는 포인터이다.

포인터인데 배열을 가리키는 놈인 것이다.

집중해서 보면 위의 경우에는 char 요소 10개로 이루어진 배열을 가리키는 포인터임을 짐작할 수 있다.

 

 

포인터 배열은 배열인데 각 요소가 포인터인 것
배열 포인터는 포인터인데 배열을 가리키는 것

 

 

정의 될 수 있는 타입?

 

아래와 같은 변수에 대해 선언될 수 있는 경우를 생각해보자.(각각의 경우는 따로 생각한다.)

 

char *** tptr;
tptr = &p;
tptr = q;

 

 

tptr은 포인터가 세개 이다.

이는 포인터를 가리킬 수 있는 포인터를 가리킬 수 있는 포인터인 것이다.

뭔 해병대 중첩 의문문같은 소리인지.

 

&p는 p 변수의 주소를 말한다.

이게 의미하는 것은 p 변수가 포인터를 가리킬 수 있는 포인터라는 것이다.

즉, p가 될 수 있는 값은 다음과 같다.

 

char **p;

 

 

헷갈릴 수 있는 경우를 생각해보자.

 

char **p[10];
char (**p)[10];

 

별이 굉장히 많다.

많을 수록 그림으로 보는 것이 편할 것이다.

 

 

만약 & 연산자가 붙은 경우는 배열의 값의 첫 주소를 말한다.

즉, 값이 **이건 아니건 아무런 상관 없다는 것이다. 주소라는 단어에 주목하라.

 

다음으로 &가 붙지 않았다면, 첫 번째 값을 의미한다.

다시말해 첫 번째 값에 있는 **(더블포인터)를 가리키는 포인터가 된다.

 

char(**p)[10]은 근본적으로 타입 에러가 날 수 밖에 없다.

왜냐? 결국 이는 char배열을 가리키는 포인터를 가리키는 이중포인터이기 때문이다.

즉, 애초에 char타입을 가리키는 것과는 다르다.

 

 

존나 어렵지만, 여기까지 이해했다면 q는 쉽게 알 수 있다.

q는 *** 그 자체가 되어야 한다.

즉, 포인터를 가리키는 포인터를 가리키는 포인터라는 것.

 

char ***q;
char **q[10];