[C언어] C언어에서의 포인터 - 이중 포인터부터 함수 포인터까지 응용 예시

🤹‍♂️ 여러가지 포인터

1️⃣ 포인터의 기본 개념 ✨

포인터는 메모리의 주소를 저장하는 변수로, 변수나 함수를 간접적으로 참조하거나 조작하는데 사용된다.

포인터의 개념을 이해하기 위해 단일 포인터부터 정리한다.

 

*단일 포인터

포인터 변수는 *기호로 표현하고, 변수의 주소를 저장한다.

int a = 5;
int *p;
p = &a;

 

포인터 변수 p는 변수 a의 주소를 가리킨다.

 

 

2️⃣ 포인터의 포인터 ✨

**이중 포인터란

이중 포인터는 변수의 주소를 저장하는 변수로, 이를 통해 다중 간접 참조가 가능하다.

int **pp;

이중 포인터 변수 pp는 포인터 변수 p의 주소를 저장하고, 이를 통해 변수 a에 간접적으로 접근할수 있다.

 

 

 

3️⃣ void형 포인터 ✨

void형 포인터의 기본 개념

void형 포인터는 어떤 자료형의 주소도 가리킬수 있는 포인터로, 메모리의 크기나 데이터 형식에 대한 정보가 없다.

void *ptr;

 

void형 포인터는 메모리 주소를 저장하지만 해당 주소에 저장된 데이터 타입을 알수 없다.

 

void형 포인터 사용 예시

int num = 10;
void *ptr;
ptr = #

 

void형 포인터 prt은 정수형 변수 num의 주소를 저장하고 있다.

 

 

위 코드는 void형 포인터인 a를 사용하여 정수형 변수 b의 주소를 가리키고 있다.

 

그러나 void형 포인터는 포인터가 가리키는 메모리에 저장된 값을 해석하는 데 사용되는 타입 정보가 없으므로 주소를 통해 실제 값을 읽거나 사용하는 것은 불가능하다.

 

여기서 printf("%d\n", *ptr); 의 부분은 잘못된 부분이다. void형 포인터인 ptr을 역 참조하여 값을 출력하려고 했으나, 이는 잘못된 방법이다. void형 포인터는 주소만 가지고 있고 그 주소에 어떤 데이터 타입이 저장되어 있는지에 대한 정보가 없기 때문에 해당 주소에 저장된 값을 바르게 해석할수 없다.

 

따라서 이 코드는 컴파일 오류를 발생하거나, 실행 시에 예기치 않은 동작을 일으킬수 있다.

 

💡 정리하자면:

• void형 포인터는 어떤 타입의 주소라도 저장할 수 있지만, 해당 주소의 값을 직접 역참조하여 사용할수 없다.
• void형 포인터를 사용하는 목적은 다양한 타입의 데이터를 일관되게 다루거나 메모리 주소를 전달할 때 사용하는 것이다.
• 따라서 void형 포인터를 사용할 때에는 적절한 형변환을 통해 원하는 타입으로 변환하여 사용해야 한다.

 

아래와 같이 코드를 수정하면 올바르게 동작한다.

 

void형 포인터인 ptr을 int형 포인터로 형변환한 후에 역참조하여 값을 출력하고 있다. 이렇게 하면 ptr이 가리키는 주소에 저장된 값 10을 올바르게 출력할수 있다.

  

4️⃣ 함수 포인터✨

함수 포인터의 선언

함수 포인터는 특정 함수의 주소를 저장하는 변수로, 함수 호출이 가능하다.

int (*func)(int a); // 자료형(*함수포인터 이름)(인자 목록)

 

이렇게 함수명앞에 *을 붙여주면 함수 포인터가 선언된다. 함수 포인터도 포인터이므로 주소값을 저장한다.

 

함수 포인터 사용 이유

직접 함수를 호출하는 대신 함수 포인터를 사용하는 이유는 다음과 같다.

• 컴파일 타임 또는 런타임에 메모리 크기 및 위치가 결정된다.
• 이를 정적 바인딩과 동적 바인딩이라고 한다.
• 특히 동적 바인딩은 프로그램의 확정성과 유용성을 높일수 있다.

 

📝 예시 코드와 사용 목적

아래는 함수 포인터를 사용한 예시 코드이다. 이 코드는 함수 포인터를 사용하여 두 수를 더하거나 뺴는 기능을 수행한다. 이를 통해 코드를 수정하지 않고도 기능을 확장할수 있음을 보여준다.

#include <stdio.h>

int Plus(int a, int b)
{
	return a + b;
}

int Minus(int a, int b)
{
	return a - b;
}

void main()
{
	int x, y;
	int (*fptr)(int a, int b);
	
	printf("두 정수를 입력하세요.");
	scanf_s("%d%d", &x, &y);
	
	fptr = Plus;
	int res = fptr(x, y);
	printf("덧셈 결과 = %d\n", res);
	
	fptr = Minus;
	res = fprt(x,y);
	printf("뺄셈 결과 = %d\n", red);

}

 

 

5️⃣ NULL 포인터✨

NULL 포인터의 개념

NULL 포인터는 아무것도 가리키지 않는 포인터를 의미한다. 즉, 포인터에는 어떠한 주소값도 할당되어 있지않다.

포인터 변수 ptr은 현재 아무 것도 가리키고 있지 않다.

int *ptr = NULL;

 

 

📝 예시 코드와 사용 목적

실무에서는 함수의 동작 에러를 체크하는 용도로 주로 사용된다. 특히, 포인터 변수를 받는 함수를 호출할때는 무조건 NULL값을 체크해야한다.

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char str[] = "Love";
    char* p;
    
    p = strchr(str, 'v');
    
    if(p != NULL)
    {
        *p = 'b';
        printf("변경 결과: %s\n", str);
    }
    else
	{
	    printf("NULL을 리턴하였습니다.\n");
	}

    return 0;
}

 

위 코드에서는 strchr함수를 사용하여 문자열에 'v'문자를 찾고, 해당 위치를 포인터 p에 할당한다. 그 후 p가 NULL이 아닌경우에만 문자를 변경하고 결과를 출력한다. 만약 strchr함수가 NULL을 리턴하면 "NULL을 리턴하였습니다." 메시지를 출력한다. 이를 통해 예상치 못한 오류를 방지한다. 따라서 포인터를 다룰 때는 언제나 NULL체크를 잊지 말아야한다.