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포인터와 배열의 관계

• 배열은 자료형이 같은 변수를 메모리에 연속으로 할당한 것이다.
• 따라서 각 배열 요소는 일정한 간격으로 주소를 갖는다.

예를 들어, int arr[4];의 배열이 메모리 100번지부터 할당되어 있다면 
int형 변수는 4바이트이기 때문에 각 배열 요소의 주소는 100, 104, 108, 112번지가 됩니다.

• ▶ 결국 첫 번째 요소의 주소를 알면 나머지 요소의 주소도 쉽게 알 수 있다.
• 따라서 컴파일러는 첫 번째 요소의 주소를 쉽게 사용하도록 배열명을 첫 번째 배열 요소의 주소로 변경합니다.
• 즉, 배열의 이름은 배열의 시작 주소 값이다.

#include <Stdio.h>

int main(void)
{
	int arr[3] = {1,2,3};
    
    printf("배열의 이름 : %p\n", arr);
    
    printf("배열의 이름 : %p\n", &arr[0]);
    printf("배열의 이름 : %p\n", &arr[1]);
    printf("배열의 이름 : %p\n", &arr[2]);
    
    return 0;
}

실행결과
배열의 이름 : 005AFA14
첫 번째 요소 : 005AFA14
두 번째 요소 : 005AFA18
세 번째 요소 : 005AFA1C

• 배열의 첫 번재 주소값이 005AFA14인데, 배열의 이름을 출력한 결과도 005AFA14로 결과가 같습니다.
• 주소값을 저장할 수 있는 변수는 포인터 변수뿐입니다.
• 여기서 배열의 이름은 포인터 변수임을 알 수 있다.
• 하지만 배열의 이름은 값의 저장이 불가능하고(대입연산자의 피연사자가 될 수 없다).
• 주소 값의 변경이 불가능하다. ▶ 그래서 배열의 이름을 '상수 형태의 포인터'. '포인터 상수'라고 부른다

포인터 연산

• 포인터 연산은 +, - , ++, -- 연산자를 사용하여 포인터 값을 증가/감소시키는 연산이다.
• 포인터로 곱셈이나 나눗셈은 안된다.
• 예를 들어 크기가 4바이트인 int형 변수의 주소 100번지에 1을 더한 결과는 101이 아닌 104가 된다.
  • 연산 결과 또한 주소이다.

#include <stdio.h>

int main(void){
    char * ptr1 = 0;	// 0대신 NULL을 사용해도 된다.
    int * ptr2 = 0;
    double * ptr3 = 0;
    
    printf("%d번지, %d번지, %d번지\n",ptr1,ptr2,ptr3);
    
    ptr1++;
    ptr2++;
    ptr3++;
    
    printf("%d번지, %d번지, %d번지\n", ptr1,ptr2,ptr3);
    
    return 0;
}
실행결과
0번지, 0번지, 0번지
1번지, 4번지, 8번지

• 이러한 포인터의 연산 특성으로 인해서 배열 접근이 가능하다.

#include <stdio.h>

int main(void){
	int arr[5] = {1,2,3,4,5};
    
    int * ptr = arr;
    
    printf("%d %d %d %d %d\n",*ptr, *(ptr+1), *(ptr+2), *(ptr+3), *(ptr+4));
    printf("%d %d %d %d %d\n", arr[0], arr[1], arr[2], arr[3], arr[4]);
    
    return 0;
}
실행결과
1 2 3 4 5
1 2 3 4 5

▶ *ptr, *(ptr+1), *(ptr+2), *(ptr+3), *(ptr+4)의 출력결과는 arr[0], arr[1], arr[2], arr[3], arr[4]의 출력결과와 모두 동일한 출력결과를 보입니다.

• 배열의 이름과 포인터 변수는 상수, 변수의 차이만 있을 뿐, 사실은 동일하다.

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
    int arr[3] = {1, 2, 3};
 
    int * ptr = arr;
 
    printf("%d %d %d\n", *ptr, *(ptr+1), *(ptr+2));
    printf("%d %d %d\n", ptr[0], ptr[1], ptr[2]);
    printf("%d %d %d\n", *arr, *(arr + 1), *(arr + 2));
    printf("%d %d %d\n", arr[0], arr[1], arr[2]);
 
    return 0;
}
실행결과
1 2 3
1 2 3
1 2 3
1 2 3

★ 이를 통해 arr[i] == *(arr+i)라는 결론을 내릴 수 있습니다. ★

포인터 배열

• 포인터 배열이란 배열 요소로 포인터 변수를 가지는 배열을 의미한다.
• 즉, 포인터 변수로 이루어진 '배열'을 의미한다.
• 기본 자료형 배열과 크게 다르지 않지만 주소값을 저장할 수 있는 포인터 변수를 대상으로 선언된 배열일 뿐이다.
• ★포인터 배열을 선언할 때는 배열 요소의 자료형이 포인터형이므로 배열이름 앞에 *을 붙이면 된다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int num1 = 1, num2 = 2, num3 = 3;
    int * arr[3] = { &num1, &num2, &num3};	// 포인터 배열 선언 및 초기화
    
    printf("주소값 : %p %p %p\n", arr[0], arr[1], arr[2]);
    printf("값 : %d %d %d\n", *arr[0], *arr[1], *arr[2]);
    
    return 0;
}
실행결과
주소값 : 00EFFB24 00EFFB18 00EFFB0C
값 : 1 2 3

▶ 포인터 배열은 메모리에 연속해서 위치하지만 포인터 배열에 저장된 주소값은 연속성을 지니지 않습니다.

• 포인터 배열은 문자열을 저장할 수 있다.
• 문자열 배열은 문자열의 주소값을 저장하는 배열로서 사실 char형 포인터 배열이다.
• " "큰 따옴표로 묶인 문자열은 메모리 공간에 저장된 후 그 주소값이 반환된다.
• 그리고 저장된 메모리 공간의 시작 주소를 알려준다.
• 반환된 문자열의 주소값은 문자열 첫 번째 문자의 주소이다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	// 문자열 배열 선언 및 초기화
    char * strarr[3] = {"sejong", "university", "computer"};
    
    printf("%s %s %s\n", strarr[0], strarr[1], strarr[2]);
    
    return 0;
}

▶ 포인터 배열의 각 요소는 문자열 상수가 저장된 메모리에서 첫 번째 문자열의 주소값을 저장하고 그 문자를 가리킨다.

따라서 이 값을 변환문자 %s로 출력하면 null 문자가 나올 때까지 모든 문자를 차례로 출력하므로 하나의 문자열이 출력된다.

배열 포인터

• 배열 포인터란 배열을 가리킬 수 있는 포인터를 의미
• 1차원 배열은 이름 자체가 포인터이기 때문에 배열 포인터가 필요 없다.
• 하지만 2차원 배열은 이름 자체로 포인터의 역할을 할 수 없다.
• 배열 포인터를 사용하는 이유는 2차원 이상의 배열을 가리킬 때 포인터를 배열처럼 사용하기 위해서 
• 따라서 배열 포인터는 2차원 이상의 배열에서만 의미를 가진다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int arr2d[2][3] = {
    {10, 20, 30},
    {40, 50, 60},
    };
    
    printf("%d %d\n", *arr2d[0], *arr2d[1]);
    
    return 0;
}
실행결과
10 40

• arr2d[0]과 arr2d[1]은 각 부분 배열의 시작 주소를 가리킨다.
• arr2d[0]은 2차원 배열의 첫 번째 행을 의미하고, arr2d[1]은 두 번째 행을 의미한다.

<배열 포인터 정의>
자료형 (*포인터이름)[가로(행)길이]

! 포인터가 자료형 쪽에 붙는 게 아니라 포인터변수이름 쪽에 소괄호 안에 붙게 된다.

• int: 가리킬 수 있는 대상에 대한 정보(즉, int형 변수를 가리키는 포인터)를 의미
• (*ptr): ptr은 포인터임을 의미
• [3]: 포인터 연산에 따른 증가/감소의 폭이다. (값을 1 증가 시 int형이므로 4바이트*3 = 12바이트 이동)

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int arr2d[2][3] = {
    {10, 20, 30},
    {40, 50, 60},
    };
    
    int i, j;
    
    int (*ptr)[3] = arr2d;	// 배열 포인터 선언
    
    for (i = 0; i < 2; i++)
    {
    	for (j = 0; j < 3; j++)
        	printf("%d ", ptr[i][j]);	// 배열 포인터로 참조
        printf("\n");
   	}
    
    return 0;
}
    
실행결과
10 20 30
40 50 60

• 1차원 배열에서 arr[i] == *(arr+i)라는 문장이 성립한다.
• 마찬가지로 2차원배열에서도 arr[i] == *(arr+i)이다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int arr2d[2][3] = {
    {10, 20, 30},
    {40, 40, 50},
    };
    
    int i, j;
    
    for (i = 0; i < 2 ; i++)
    {
    	for (j = 0; j < 3; j++)
        {
        	printf("%d ", arr2d[i][j]);
            printf("%d ", (*(arr2d + i))[j]);
            printf("%d ", *(arr2d[i] + j));
            printf("%d\n", *(*(arr2d + i) + j));
         }
     }
     
     return 0;
}
실행결과
10 10 10 10
20 20 20 20
30 30 30 30
40 40 40 40
50 50 50 50
60 60 60 60

포인터 배열 / 배열 포인터 차이

• 포인터 배열: 주소값들을 저장하는 '배열'
• 배열 포인터: 배열의 시작주소값을 저장할 수 있는 '포인터'

• 왼쪽은 int형 변수로 이루어진 int형 포인터 배열
• 오른쪽은 가로길이기 3인 int형 2차원 배열을 가리키는 포인터 변수

▶ ( ) 괄호의 유무가 중요

출처: https://sejong-kr.libguides.com/c.php?g=942235&p=6822367

# 10171번 - 고양이

\    /\
 )  ( ')
(  /  )
 \(__)|

문제풀이

#include <stdio.h>

int main(){
    printf("\\    /\\\n");
    printf(" )  ( ')\n");
    printf("(  /  )\n");
    printf(" \\(__)|\n");      
}

# 10172번 - 개

|\_/|
|q p|   /}
( 0 )"""\
|"^"`    |
||_/=\\__|

문제풀이

#include <stdio.h>

int main(){
    printf("|\\_/|\n");
    printf("|q p|   /}\n");
    printf("( 0 )\"\"\"\\\n");
    printf("|\"^\"`    |\n");
    printf("||_/=\\\\__|\n");
        
}

이스케이프 문자인 \, ", ' 을 출력하려면 앞에 역슬래시\ 를 붙여야 된다.

#11382번 - 꼬마 정민

문제

꼬마 정민이는 이제 A + B 정도는 쉽게 계산할 수 있다. 이제 A + B + C를 계산할 차례이다!

입력

첫 번째 줄에 A, B, C (1 ≤ A, B, C ≤ 10^12)이 공백을 사이에 두고 주어진다.

출력

A+B+C의 값을 출력한다.

77 77 7777

7931

문제풀이

#include <stdio.h>

int main(){
    long int A,B,C;
    
    scanf("%ld %ld %ld",&A,&B,&C);
    printf("%ld",A+B+C);
    return 0;
}

10^12 은 int형의 범위를 벗어나기 때문에 int형보다 범위가 큰 자료형을 사용했어야 했다.

# 2588번 - 곱셈

문제

(세 자리 수) × (세 자리 수)는 다음과 같은 과정을 통하여 이루어진다.

(1)과 (2)위치에 들어갈 세 자리 자연수가 주어질 때 (3), (4), (5), (6)위치에 들어갈 값을 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 (1)의 위치에 들어갈 세 자리 자연수가, 둘째 줄에 (2)의 위치에 들어갈 세자리 자연수가 주어진다.

출력

첫째 줄부터 넷째 줄까지 차례대로 (3), (4), (5), (6)에 들어갈 값을 출력한다.

문제풀이

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int num1,num2;
    
    scanf("%d %d", &num1,&num2);
    printf("%d\n", num1*((num2%100)%10) );
    printf("%d\n", num1*((num2%100)/10) );
    printf("%d\n", num1*(num2/100) );
    printf("%d", num1*num2 );
}

num2%100 → 85%10 → 5
num2%100 → 85/10 → 8
num2/100 → 3

문제

(A+B)%C는 ((A%C) + (B%C))%C 와 같을까?

(A×B)%C는 ((A%C) × (B%C))%C 와 같을까?

세 수 A, B, C가 주어졌을 때, 위의 네 가지 값을 구하는 프로그램을 작성하시오.

입력

첫째 줄에 A, B, C가 순서대로 주어진다. (2 ≤ A, B, C ≤ 10000)

출력

첫째 줄에 (A+B)%C,

둘째 줄에 ((A%C) + (B%C))%C,

셋째 줄에 (A×B)%C,

넷째 줄에 ((A%C) × (B%C))%C를 출력한다.

#include <stdio.h>

int main(){
    int A,B,C;
    
    scanf("%d %d %d",&A,&B,&C);
    printf("%d\n",(A+B)%C);
    printf("%d\n",((A%C) + (B%C))%C);
    printf("%d\n",(A*B)%C);
    printf("%d\n",((A%C) * (B%C))%C);
    
    
}

#18108번 - 1998년생인 내가 태국에서는 2541년생?!

#include <stdio.h>

int main(){
    int y;
    
    scanf("%d",&y);
    printf("%d",y-543);
}

# 10926번 - ??!

문제풀이

#include <stdio.h>

int main(){
    char id[50];
    
    scanf("%s",&id);
    printf("%s??!",id);
    
    return 0;   
}

# 2557번 - Hello World

▶ Hello World!를 출력하시오.

#include <stdio.h>

int main(){
    printf("Hello World!");
}

# 1000번 - A+B

▶ 두 정수 A와 B를 입력받은 다음, A+B를 출력하는 프로그램을 작성하시오.

#include <stdio.h>

int main(){
    int A,B;
    
    scanf("%d %d",&A,&B);
    printf("%d",A+B);
}

# 1001번 - A - B

▶ 두 정수 A와 B를 입력받은 다음, A-B를 출력하는 프로그램을 작성하시오.

#include <stdio.h>

int main(){
    int A,B;
    
    scanf("%d %d",&A,&B);
    printf("%d",A-B);
}

# 10998번 - A X B

▶ 두 정수 A와 B를 입력받은 다음, A×B를 출력하는 프로그램을 작성하시오.

#include <stdio.h>

int main(){
    int A,B;
    
    scanf("%d %d",&A,&B);
    printf("%d",A*B);
}

# 10998번 - A / B

▶ 두 정수 A와 B를 입력받은 다음, A/B를 출력하는 프로그램을 작성하시오.

첫째 줄에 A/B를 출력한다. 실제 정답과 출력값의 절대오차 또는 상대오차가 10-9 이하이면 정답이다.

#include <stdio.h>

int main(){
    int A,B;
    double div;
    
    scanf("%d %d",&A,&B);
    div = (double)A/B;
    printf("%.9lf",div);
}

# 10998번 - 사칙연산

▶ 두 자연수 A와 B가 주어진다. 이때, A+B, A-B, A*B, A/B(몫), A%B(나머지)를 출력하는 프로그램을 작성하시오.

#include <stdio.h>

int main(){
    int A,B;
    
    scanf("%d %d",&A,&B);
    printf("%d\n",A+B);
    printf("%d\n",A-B);
    printf("%d\n",A*B);
    printf("%d\n",A/B);
    printf("%d\n",A%B);
}

메모리 주소

- 변수는 컴퓨터의 메모리에 생성된다.
- C언어에서 모든 변수는 메모리상 주소를 가지고 있다.
- 메모리는 데이터를 저장하는 공간으로, 그 위치를 식별할 수 있어야 한다.

• 변수의 메모리 주소를 구하기 위해서는 변수 앞에 &(주소 연산자)를 붙인다.
• 주소는 해당 데이터가 저장된 메모리의 '시작 주소'를 의미한다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int num = 10;
    printf("%p\n", &num);
    
    return 0;
}

실행 결과: 00AFF9F4

▶ 메모리 주소는 00AFF9F4와 같이 16진수 형태이며, printf에서 서식 지정자 %p를 사용하여 출력한다.

8진수를 출력하는 %o, 16진수를 사용하는 %x도 사용가능하다.

메모리 주소는 고정된 것이 아니라 컴퓨터마다, 실행할 때마다 달라진다.

• int형 변수는 4바이트이므로 int형 변수 num은 00AFF9F4번지에서부터 00AFF9F7번지까지 걸쳐있습니다.
• 변수 num이 저장되기 시작한 주소 00AFF9F4가 변수 num의 주소값이다.
• 주소값 00AFF9F4 또한 16진수로 정수이다. 
• 따라서 주소값도 저장이 가능하고, 이 주소값을 저장하기 위한 변수가 바로 포인터 변수이다.

포인터의 기본 개념

• 포인터(pointer)란 메모리의 주소값을 저장하는 변수
• *(참조연산자)를 사용하여 선언
• 자료형은 포인터가 가리키고자 하는 변수의 자료형을 명시한다.

자료형 * 포인터이름;

• 초기화하지 않은 채로 참조 연산자를 사용하게 되면 의도하지 않은 메모리 장소에 값을 저장하는 것이 된다.
• 이런 경우가 오류가 발생하기 때문에 포인터의 선언과 동시에 초기화를 함께 하는 것이 좋다,

자료형 * 포인터이름 = &변수이름;
자료형 * 포인터이름 = 주소값;

#include <stdio.h>
 
int main(void) {
 
    int num;    // 일반 변수 선언
    int * pnum;    // 포인터 선언
    
    pnum = &num;    // 포인터에 num 주소 대입
    *pnum = 10;    // 포인터로 변수 num에 10 
 
    printf("변수명으로 num 값 출력 : %d\n", num);
    printf("포인터로 num 값 출력 : %d\n", *pnum);
 
    return 0;
}

실행결과
변수명으로 num 값 출력 : 10
포인터로 num 값 출력 : 10

▶ 포인터가 어떤 변수의 주소를 저장한 경우 '가리킨다'라고 하고, pnum이 num을 가리킨다라고 말할 수 있다.

▶ 포인터 pnum이 num을 가르키므로 *pnum에 10을 대입하면 결국 num에 10을 대입하는 것과 같다.

이중 포인터

• 이중 포인터(포인터의 포인터) = 포인터 변수를 가리키는 또 다른 포인터 변수
• 포인터를 선언할 때 ** 사용하여 이중 포인터를 선언
• 포인터를 선언할 때 *의 개수에 따라서 삼중 포인터, 사중 포인터 그 이상도 만들 수 있다

자료형 ** 포인터이름;

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int * ptr;	// 포인터 선언
    int ** dptr;	// 이중 포인터 선언
    int num = 10;
    
    ptr = &num;			// 포인터에 num 주소 대입
    
    dptr = &ptr;		// 이중 포인터에 ptr 주소 대입
    
    printf("%d\n". **dptr);	// 포인터를 두 번 역참조하여 num의 메모리 주소에 접근
    
    return 0;
}

실행결과
10

▶ dptr은 ptr의 주소를 가리키고 있고, ptr은 num의 주소를 가리키고 있다.

그렇기에 *dptr은 포인터 변수 ptr을, **dptr은 변수 num을 의미하게 된다.

포인터와 const

• 변수에 사용하는 const와는 다른 의미를 가지며 포인터에 사용하는 const는 상수로 만드는 선언이 아닌, 포인터를 통한 변경을 허용하지 않는다는 선언
• const는 변수를 상수화시키는 역할, 포인터가 상수화 되는 것이지 변수가 상수화 되는 것이 아니다.
• 즉, 변수 num은 언제든지 변경이 가능하나. 포인터를 통해 변수 num 값을 변경하는 것만 막을 수 있다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int num = 10;
    const int * p = &num;
    
    *p = 20;	▶ 컴파일 에러
    
    printf("변수 num : %d\n", *p);
    
    return 0;
}

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	int num = 10;
    const int * p = &num;
    
    num = 20;	▶ 컴파일 성공
    
    printf("변수 num : %d\n",*p);
    
    return 0;
}

실행결과
20

출처: https://sejong-kr.libguides.com/c.php?g=942235&p=6822366

배열

• 배열: 같은 형태의 다수의 데이터를 연속적으로 저장하고 처리하는 경우에 사용하는 것
• 정수형 변수 a는 4바이트의 메모리를 사용, 배열의 크기가 4인 정수형 배열 arr[4]는 정수형 변수를 4개 저장할 수 있으며, 메모리가 연속적으로 할당된다.

배열 선언

• 변수 이름 뒤에 대괄호 []를 붙인 뒤 크기를 설정
• 배열을 선언하면서 값을 초기화할 때는 중괄호 {} 사용

자료형 배열이름 [크기];
자료형 배열이름[크기] = {값, 값, 값};

배열 접근

• 배열을 접근하기 위해서는 배열 뒤에 대괄호 []을 사용하며 [ ] 안에 각 요소의 인덱스(위치정보)를 지정
• 중요한 점은 배열의 인덱스는 항상 0부터 시작

int arr[4] = { 10, 20, 30, 40 }

char형 배열

• char형 배열은 문자들을 메모리의 연속된 공간에 저장할 수 있으므로 주로 문자열을 저장하는 용도
• char형 배열을 선언할 때는 반드시 저장할 문자열의 길이보다 최소한 하나 이상 크게 배열을 선언
• 예를 들어 문자열 "sejong"을 저장할 배열은 배열 요소 개수가 최소한 7개 이상 이어야 한다.

▶ 문자열의 끝에 이렇게 남는 배열 요소에는 \0이라는 특수문자가 삽입된다.

\0을 '널(null) 문자'라고 하는데, 이렇게 남는 공간은 문자열의 끝을 의미하기 위해 사용된다.

strcpy 함수

• char형 배열이 문자열을 저장하는 변수의 역할을 한다.
• 문자열의 길이는 다를 수 있으므로 char형 배열을 일반 변수처럼 대입 연산자를 사용하는 것은 불가능
• strcpy 함수는 char형 배열에 새로운 문자열을 저장하는 함수
• strcpy는 string copy의 뜻으로 문자열 복사를 의미
• strcpy 함수는 string.h 헤더파일을 include 시켜줘야 한다.
• #include <string.h>

strcpy(배열이름, "문자열");

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

int main(void)
{
	char str1[20];
    char str2[20];
    
    strcpy(str1, "Hello");
    strcpy(str2, "World");
    
    printf("%s %s\n", str1, str2);
    
    return 0;
}

▶ 문자열을 입력받는 배열의 이름 앞에는 &연산자를 붙이지 않는다.

문자열 배열 이름자체가 배열의 주소값을 의미하기 때문이다.

2차원 배열

• 행렬의 구조처럼 세로와 가로를 명시해야 한다.
• 변수 이름 뒤에 대괄호 [ ]를 붙인 뒤 크기를 설정한다.
• 배열을 선언하면서 값을 초기화할 때는 중괄호  { }를 사용한다.

자료형 배열이름 [세로(열)길이][가로(행)길이];

자료형 배열이름 [세로(열)길이][가로(행)길이] = {
                                                                                {값, 값, .... },
                                                                                {값, 값, .... },
                                                                                {값, 값, .... },
                                                                             }