c++ 기초(포인터 사용법)

포인터 사용법

 

이글은 "전문가를 위한 c++(개정4판)"을 학습한 내용을 직접 실습해보며 정리한 Review용 글입니다.

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포인터(Pointer)

 

힙에 데이터를 저장하려면 포인터를 선언해야합니다.  포인터 선언 방법은 아래와 같이 타입 바로 뒤에 별표(*)를 붙입니다.

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int* myIntegerPointer;

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위 포인터의 의미는 myIntegerPointer의 변수는 int타입의 메모리 주소를 가리킨다라는 뜻입니다. 즉 myIntegerPointer변수 안에는 데이터가 들어 있는 힙메모리 주소값이 들어가게됩니다. 그렇다면 int*로 선언한 변수의 크기와  int로 선언한 변수의 크기는 다를까요? 그래서 테스트를 해봤습니다.

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#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main()
{
	int myInteger;         // 정수형 변수 선언
	int* myIntegerPointer;  // 정수형 포인터 변수 선언
 
	cout <<"myInterger의 크기 : " << sizeof(myInteger) << "바이트" << endl;
	cout <<"myIntegerPointer의 크기 : "<< sizeof(myIntegerPointer) << "바이트" << endl;
 
	return 0;
}

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참고로 코드에서 사용한 sizeof()함수는 바이트 단위로 크기를 리턴합니다.

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결과

myInteger의 크기 : 4바이트
myIntegerPointer의 크기 : 8바이트

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사실 변수의 크기는 선언한 자료형의 크기와 같기 때문에 myIntegerPointer의 크기는 int* 의 크기와 같습니다. 그래서 다음과 같이 작성해도 됩니다.

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#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main()
{
	cout <<"int의 크기 : " << sizeof(int) << "바이트" << endl;
	cout <<"int*의 크기 : "<< sizeof(int*) << "바이트" << endl;
 
	return 0;
}

결과

int의 크기 : 4바이트
int*의 크기 : 8바이트

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자료형에 대한 포인터의 크기는 운영체제가 32비트냐 64비트냐에 따라 다를 수는 있으나 자료형의 종류에 따라 그 크기가 변하지는 않습니다. 다음은 자료형에 따른 포인터의 크기를 테스트한 예제입니다.

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#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main()
{
 
	cout << "64비트 운영체제 메모리 주소(포인터) 크기" << endl;
	cout << "-----------------------------------------" << endl;
	cout <<"char*의 크기 : " << sizeof(char*) << "바이트" << endl;
	cout <<"int*의 크기 : "<< sizeof(int*) << "바이트" << endl;
	cout << "long*의 크기 : " << sizeof(long*) << "바이트" << endl;
	cout << "float*의 크기 : " << sizeof(float*) << "바이트" << endl;
	cout << "double*의 크기 : " << sizeof(double*) << "바이트" << endl;
 
	return 0;
}

결과

64비트 운영체제 메모리 주소(포인터) 크기
-----------------------------------------
char*의 크기 : 8바이트
int*의 크기 : 8바이트
long*의 크기 : 8바이트
float*의 크기 : 8바이트
double*의 크기 : 8바이트

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필자의 운영체제는 window 10 64비트 이며 visual studio또한 64비트(x64)로 빌드했습니다.  32비트(x86)로 테스트하고 싶으면 하위호환은 가능하기에 visual studio를 32비트로 빌드하시면 됩니다. 다음은 32비트로 테스트한 결과입니다.

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결과

32비트 운영체제 메모리 주소(포인터) 크기
-----------------------------------------
char*의 크기 : 4바이트
int*의 크기 : 4바이트
long*의 크기 : 4바이트
float*의 크기 : 4바이트
double*의 크기 : 4바이트

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포인터 변수를 선언할 때는 반드시 초기화를 해야합니다. 초기화 하지 않고 사용하면 메모리의 어디를 가리키는 지 알 수 없어서 대부분의 프로그램에서 크러쉬(crush)가 발생합니다. 그래서 포인터 변수는 항상 선언하자마자 초기화합니다. 포인터 변수에 메모리 주소를 당장 할당하고 싶지 않은 경우에는 다음과 같이 널 포인터(nullptr)로 초기화 해야합니다.

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int* myIntegerPoint = nullptr;

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널 포인터란 정상적인 포인터라면 절대로 가지지 않을 특수한 값이며, 0x0000000000000000와 같이 표시되는 포인터입니다. 이 값은 부울 표현식에서는 false로 취급합니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

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#include <iostream>
 
using namespace std;
 
int main()
{
	int* myIntegerPoint = nullptr;
 
	if (!myIntegerPoint) {   //결과값이 true이므로 아래 문장 실행
		cout << "널 포인터입니다.";
	}
	else {
		cout << "널 포인터가 아닙니다.";
	}
	return 0;
}

결과

널 포인터입니다.

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힙메모리를 사용하기 위해서는 new 키워드를 사용하여 다음과 같이 포인터에 메모리를 동적할당 해야합니다.

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int* myIntegerPoint = nullptr;
myIntegerPoint = new int;

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이렇게 하면 정수값 하나에 대한 메모리 주소가 myIntegerPoint변수에 할당됩니다. myIntegerPoint에 들어 있는 주소가 가리키는 메모리 공간에는 아직 값이 들어있지 않습니다. 만약 이 공간에 값을 넣고 싶다면 다음과 같이 역참조(dereference)를 해야합니다.

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*myIntegerPoint = 10;

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역참조란 포인터가 힙에 있는 실제값을 가리키는 화살표를 따라간다는 뜻입니다. 그냥 복잡하게 생각하지 마시고 포인터변수앞에 별표(*)를 붙이면 값을 나타낸다라고 이해하셔도 무방합니다. 바로 다음과 같은 경우가 가능하기 때문입니다.

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int a = *myIntegerPoint;

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포인터를 역참조하려면 반드시 메모리가 할당되어 있어야합니다. 널 포인터나 초기화하지 않은 포인터를 역참조하면 이상한 값이 나오거나 프로그램이 멈출 수도 있습니다. 

 

포인터는 힙뿐만 아니라 스택과 같은 다른 종류의 메모리도 가리킬 수 있습니다. 원하는 변수의 포인터값을 알고 싶다면 주소 참조 연산자인 &을 사용합니다.

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int a = 10;
int* myIntegerPoint = &a; //a변수의 메모리 주소를 할당

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&a의 값은 정수값이 들어 있는 메모리 주소값이므로 myIntegerPoint 변수는 정수형 포인터 타입으로 선언해야합니다. 

포인터 변수의 자료형이 구조체나 클래스라면 멤버에 접근할 때는 다음과 같이 사용합니다.

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Employee* anEmployee = getEmployee();
cout << anEmployee->salary << endl;

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Employee 구조체 안에 salary라는 멤버가 있다고 가정하고  anEmploee는 포인터 변수이므로 멤버에 접근할 때는 (->)연산자를 사용해야합니다. 만약 anEmploee를 역참조해서 접근하고자 한다면 다음과 같이 씁니다.

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Employee* anEmployee = getEmployee();
cout << (*anEmployee).salary << endl;

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역참조로 접근할 때 연산자는 (.)사용합니다.