[ C ] 10. 함수와 포인터

[ 함수와 포인터 ]

void 포인터 매개변수 사용하기

void 포인터 매개변수를 사용하면 자료형 변환을 하지 않아도 모든 자료형을 함수에 넣을 수 있다. 이번에는 char, int, float형을 매개변수로 받아서 값을 서로 바꿔보겠다.

#include <stdio.h>

enum TYPE {
    TYPE_CHAR,
    TYPE_INT,
    TYPE_FLOAT
};

void swapValue(void *ptr1, void *ptr2, enum TYPE t){
    switch(t){
        case TYPE_CHAR:{    // 문자면 char *로 변환한 뒤 역참조하여 값을 서로 바꿈
            char temp;
            temp = *(char *)ptr1;
            *(char *)ptr1 = *(char *)ptr2;
            *(char *)ptr2 = temp;
            break;
        }
        case TYPE_INT:{        // 정수면 int *로 변환한 뒤 역참조하여 값을 서로 바꿈
            int temp;
            temp = *(int *)ptr1;
            *(int *)ptr1 = *(int *)ptr2;
            *(int *)ptr2 = temp;
            break;
        }
        case TYPE_FLOAT:{        // 실수면 float *로 변환한 뒤 역참조하여 값을 서로 바꿈
            float temp;
            temp = *(float *)ptr1;
            *(float *)ptr1 = *(float *)ptr2;
            *(float *)ptr2 = temp;
            break;
        }           
    }
}

int main(){
    char c1 = 'a';
    char c2 = 'b';
    swapValue(&c1, &c2, TYPE_CHAR);        // 변수의 메모리 주소와 TYPE_CHAR를 넣음
    printf("%c %c\n", c1, c2);            // b a : swapValue에 의해서 값이 서로 바뀜

    int num1 = 10;
    int num2 = 20;
    swapValue(&num1, &num2, TYPE_INT);        // 변수의 메모리 주소와 TYPE_INT를 넣음
    printf("%f %f\n", num3, num4);            // 20 10 : swapValue에 의해서 값이 서로 바뀜

    float num3 = 1.234567f;
    float num4 = 7.654321f;
    swapValue(&num3, &num4, TYPE_FLOAT);        // 변수의 메모리 주소와 TYPE_FLOAT를 넣음
    printf("%f %f\n", num3, num4);            // 7.654321f 1.234567 : swapValue에 의해서 값이 서로 바뀜

    return 0;
}

# 실행 결과
b a 
20 10
7.654321 1.234567

• void 포인터는 역참조를 할 수 없으므로 어떤 자료형의 역참조할지 알려주기위해 TYPE열거형도 함께 받았다. 함수 안에서는 TYPE에 따라 각 자료형의 포인터로 변환한 뒤 역참조하여 값을 서로 바꾼다.
• swapValue 함수를 사용할 때는 자료형 변환을 하지 않아도 다양한 자료형의 포인터(메모리 주소)를 넣을 수 있다. 여기서는 &(주소 연산자)를 사용하여 char, int, float 형 변수의 주소를 구해서 swapValue 함수에 넣었다. 물론 어떤 자료형인지 알려줘야 하므로 TYPE 열거형 값도 넣었다.
• void 포인터 매개변수에는 변수의 메모리 주소뿐만 아니라 메모리를 할당한 포인터도 넣을 수 있다. 또한, 일반 자료형의 포인터뿐만 아니라 구조체, 공용체, 열거형 등의 포인터도 넣을 수 있다!

이중 포인터 매개변수 사용하기

지금까지는 함수에서 포인터 매개변수를 이용해서 정수, 실수 등의 값을 가져왔다. 그러면 일반적인 값 대신 포인터(메모리주소)를 가져오려면?!

먼저 함수에 포인터를 넘겨준 뒤 메모리를 할당해보겠다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void allocMemory(void *ptr, int size){        // 반환값 없음, void 포인터 매개변수 지정
    ptr = malloc(size);                //    ptr은 allocMemory를 벗어나면 사용할 수 없음.
}

int main(){
    long long *numPtr = NULL;

    // numPtr과 할당할 크기를 넣어줌
    allocMemory(numPtr, sizeof(long long));

    *numPtr = 10;            // 메모리가 할당되지 않았으므로 실행 에러
    printf("%lld\n", *numPtr);

    free(numPtr);
    return 0;
}

# 실행 결과
에러

왜 에러가 날까요? ptr에 메모리를 할당해봐야 allocMemory 함수를 벗어나면 사용할 수가 없기 때문이다. 결국 메모리 누수가 일어난다.

그렇다면 이중포인터를 사용해서 함수 안에서 메모리를 할당한 뒤 가져와보자

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void allocMemory(void **ptr, int size){        // 반환값 없음, void 이중 포인터 매개변수 지정
    *ptr = malloc(size);        // void **ptr을 역참조하여 void *ptr에 메모리 할당
}

int main(){
    long long *numPtr;

    // 단일 포인터 long long *numPtr의 메모리 주소는 long long **와 같다. 할당할 크기도 넣음
    allocMemory(&numPtr, sizeof(long long));

    *numPtr = 10;
    printf("lld\n", *numPtr);

    free(numPtr);
    return 0;
}

# 실행 결과
10

• 함수를 만들 때 void 이중 포인터 ptr을 받도록 만든다. 물론 할당할 메모리의 크기도 알아야 하니 size도 함께 받는다.
• 함수 안에서는 매개변수 void **ptr을 역참조하여 void *ptr이 되도록 만든 뒤 malloc함수로 메모리를 할당한다.
• 이제 long long *numPtr;와 같은 단일 포인터를 선언한 뒤 numPtr의 메모리 주소를 구해서 allocMemory 함수에 넣어준다. 즉, long long *numPtr;의 메모리 주소는 long long **과 같으므로 void **ptr로 받을 수 있다.
• 다음과 같이 매개변수 void **ptr를 역참조하여 실제로는 numPtr에 메모리를 할당하게 된다.

문자열 매개변수 사용하기

함수에서 매개변수로 문자열을 받으려면 다음과같이 매개변수를 문자열 포인터로 지정하면 된다.

#include <stdio.h>

void helloString(char *s1){            // 반환값 없음, char 포인터 매개변수 한 개 지정
    printf("Hello, %s\n", s1);        // Hello, 와 매개변수를 조합하여 문자열 출력
}

int main(){
    helloString("world!");            // Hello, world!: 함수를 호출할 때 문자열을 전달
    return 0;
}

# 실행 결과
Hello, World!

• 먽더 함수를 정의할 때 괄호안에 char *s1과 같이 매개변수를 문자열 포인터로 지정한다. 여기서는 printf로 "Hello, "문자열을 출력하면서 서식 지정자 %s로 매개변수의 값을 함께 출력한다.
• 다음과 같이 배열 형태의 문자열도 문자열 포인터 매개변수에 전달할 수 있다. 이때도 매개변수는 char 포인터로 지정한다.

#include <stdio.h>

void helloString(char *s1){
    printf("Hello, %s\n", s1);
}

int main(){
    char s1[10] = "world!";        // 배열 형태의 문자열
    helloString(s1);
    return 0;
}

• 매개변수로 문자 배열을 받는 다는 것을 확실히 해주려면 다음과 같이 매개변수 뒤에 [ ](대괄호)를 붙여주면 된다. 단, 대괄호 안에 들어가는 배열의 크기는 생략한다.

#include <stdio.h>

void helloString(char s1[]){
    printf("Hello, %s", s1);

    helloString(s1);        // 함수를 호출할 때 배열 전달
    helloString("world!")    // 함수를 호출할 때 문자열 전달
};

• 매개변수를 char s1[]과 같이 지정하더라도 배열뿐만 아니라 문자열이나 메모리가 할당된 포인터도 전달할 수 있다.