(C언어) 30 - 2차원 배열과 포인터

1차원 배열의 이름은 포인터고, 포인터형은 배열의 원소의 자료형과 같습니다. 그리고 포인터 배열의 이름은 더블포인터이며 포인터형은 배열의 원소가 가르키는 변수의 자료형과 같습니다. 포인터형에 집착하는 이유는 포인터형을 알아야 메모리 공간을 얼마나 참조하는지 알 수 있기 때문입니다.

2차원 배열의 이름 역시 1차원 배열의 이름처럼 포인터이며 배열의 첫 번째 원소를 가르킵니다. 사실 2차원 배열의 포인터형은 1차원 배열의 포인터형 처럼 명확한 이름이 없습니다. 하지만 단순합니다.

 

 

 

1. 2차원 배열의 포인터형

---

2차원 배열의 이름은 index [0][0] 원소를 가르킵니다.

 

포인터 형은 결국 포인터가 참조하는 메모리 공간의 byte 수와 직결됩니다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int arr1[3][4];
    int arr2[3][7];

    printf("%#x,&nbsp; %d\n", arr1, arr1);
    printf("%#x,&nbsp; %d\n", arr1+1, arr1+1);
    printf("%#x,&nbsp; %d\n", arr1+2, arr1+2);
    printf("%#x,&nbsp; %d\n", arr1+3, arr1+3);

    printf("\n");

    printf("%#x,&nbsp; %d\n", arr2, arr2);
    printf("%#x,&nbsp; %d\n", arr2+1, arr2+1);
    printf("%#x,&nbsp; %d\n", arr2+2, arr2+2);
    printf("%#x,&nbsp; %d\n", arr2+3, arr2+3);

    return 0;
    }

 

실행결과

0xaffb30,  11533104

0xaffb40,  11533120

0xaffb50,  11533136

0xaffb60,  11533152

0xaffad4,  11533012

0xaffaf0,  11533040

0xaffb0c,  11533068

0xaffb28,  11533096

계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .

 

arr1은 +1 연산에서 16씩 증가하는 것을 보면 16byte 만큼씩의 메모리공간을 참조합니다. arr2는 +1연산에서 28씩 증가하며 이는 28byte만큼의 메모리공간을 참조한다는 겁니다. arr1과 arr2 모두 4byte의 int형 데이터를 원소로 가집니다. arr1은 한 행에 원소를 4개 가지고있고, arr2는 한 행에 원소를 7개 가지고 있습니다. arr1은 4byte x 4 = 16byte 만큼의 메모리공간을 참조하고, arr2는 4byte x 7 = 28byte 만큼의 메모리공간을 참조합니다.

2차원배열의 이름은 한 번에 한 행씩 참조합니다. 따라서 +1연산을 하면 바로 다음 행을 가르키게 됩니다. 즉, 2차원 배열의 이름은 포인터형이 sizeof(원소의 자료형) × 한 행의 원소의 갯수(배열의 열의 갯수)가 됩니다. int형, double형 처럼 깔끔한 이름을 가지지는 않습니다.

 

 

 

2. 배열 포인터

---

예제를 하나 보겠습니다.

&nbsp;#include <stdio.h>

void Increase(int (*ptr)[4])
{
    (ptr[0][0])++;
    (ptr[1][1])++;
    (ptr[2][2])++;
}

int main(void)
{
    int arr[3][4] = { {1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
    int i,j;

    for(i=0; i<3; i++)
    {
        for(j=0; j<4; j++)
        {
            printf("%3d", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    printf("\n");

    Increase(arr);

    for(i=0; i<3; i++)
    {
        for(j=0; j<4; j++)
        {
            printf("%3d", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

실행결과

1  2  3  4

5  6  7  8

9 10 11 12

2  2  3  4

5  7  7  8

9 10 12 12

계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .

arr는 3×4 배열이므로 포인터형은 4×sizeof(int)  입니다. 이 배열을 함수의 전달인자로 주려면 int형 데이터를 가르키면서 한 번에 4 칸씩 가르키는 곳의 위치를 변경하는 포인터가 필요합니다. int (*ptr) [4]; 와 같이 선언하면 됩니다. 2차원 배열을 위한 포인터는 일반적으로 다음과 같은 선언 형태를 가집니다.

이같은 포인터를 '배열포인터' 라고 합니다.

'포인터 배열'과 '배열 포인터'는 엄연히 다릅니다.

int * ptr[4]; // 배열의 원소로 포인터를 가지는 포인터 배열

int (*ptr) [4]; // 배열 이름의 포인터형을 결정지을 때 선언하는 배열 포인터

 

 

 

3. 2차원 배열의 메모리 참조

---

2차원 배열은 index를 하나만 사용하여 하나의 행을 표현할 수 있습니다.

arr[0]은 첫 번째 행, arr[1]은 두 번째 행, . . . 을 의미합니다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int arr[3][5];

    printf("arr가 가르키는 곳 :&nbsp; &nbsp; %#x = %d, arr의 크기&nbsp; &nbsp; : %d\n", arr, arr, sizeof(arr));
    printf("arr[0]이 가르키는 곳 : %#x = %d, arr[0]의 크기 : %d\n", arr[0], arr[0], sizeof(arr[0]));
    printf("arr[1]이 가르키는 곳 : %#x = %d, arr[1]의 크기 : %d\n", arr[1], arr[1], sizeof(arr[1]));
    printf("arr[2]가 가르키는 곳 : %#x = %d, arr[2]의 크기 : %d\n", arr[2], arr[2], sizeof(arr[2]));

    return 0;
}

실행결과

arr가 가르키는 곳 :    0x59f8ac = 5896364, arr의 크기    : 60

arr[0]이 가르키는 곳 : 0x59f8ac = 5896364, arr[0]의 크기 : 20

arr[1]이 가르키는 곳 : 0x59f8c0 = 5896384, arr[1]의 크기 : 20

arr[2]가 가르키는 곳 : 0x59f8d4 = 5896404, arr[2]의 크기 : 20

계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .

arr와 arr[0]은 같은 곳을 가르킵니다. arr는 배열 전체의 첫 번째 원소이자 첫 번째 행의 첫 번째 원소를 가르키고 arr[0]은 첫 번째 행의 첫 번째 원소를 가르킵니다. 두 포인터가 같은 곳을 가르키고 있지만 참조하는 메모리의 크기는 다릅니다. 다음 코드를 실행해보시면 알 수 있습니다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int arr[3][5];

    printf("arr가 가르키는 곳 :&nbsp; &nbsp; %#x = %d\n", arr, arr);
    printf("arr[0]이 가르키는 곳 : %#x = %d\n", arr[0], arr[0]);
    printf("arr[1]이 가르키는 곳 : %#x = %d\n", arr[1], arr[1]);
    printf("arr[2]가 가르키는 곳 : %#x = %d\n", arr[2], arr[2]);
    printf("\n");
    printf("arr[0]&nbsp; &nbsp; &nbsp;= %d\n", arr[0]);
    printf("arr[0] + 1 = %d\n", arr[0]+1);
    printf("arr[0] + 2 = %d\n", arr[0]+2);
    printf("\n");
    printf("arr[1]&nbsp; &nbsp; &nbsp;= %d\n", arr[1]);
    printf("arr[1] + 1 = %d\n", arr[1]+1);
    printf("arr[1] + 2 = %d\n", arr[1]+2);
    printf("\n");
    printf("arr[2]&nbsp; &nbsp; &nbsp;= %d\n", arr[2]);
    printf("arr[2] + 1 = %d\n", arr[2]+1);
    printf("arr[2] + 2 = %d\n", arr[2]+2);

    return 0;
}

실행결과

arr가 가르키는 곳 :    0xcff8ac = 13629612

arr[0]이 가르키는 곳 : 0xcff8ac = 13629612

arr[1]이 가르키는 곳 : 0xcff8c0 = 13629632

arr[2]가 가르키는 곳 : 0xcff8d4 = 13629652

arr[0]     = 13629612

arr[0] + 1 = 13629616

arr[0] + 2 = 13629620

arr[1]     = 13629632

arr[1] + 1 = 13629636

arr[1] + 2 = 13629640

arr[2]     = 13629652

arr[2] + 1 = 13629656

arr[2] + 2 = 13629660

계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .

arr는 한 번에 한 행씩 참조합니다. 하지만 arr[0], arr[1], arr[2]는 +1 연산의 결과로 4byte 만큼씩 커지며 이는 한 번에 원소 하나씩을 참조하기 때문입니다.

2차원 배열의 이름 arr는 한 번에 한 행씩 메모리공간을 참조하고, arr[N]은 N+1 번째 행의 한 원소의 자료형의 크기만큼 메모리공간을 참조한다.

1차원 배열과 포인터의 관계를 완벽히 나타내는 식은 다음과 같았습니다.

arr[i]=*(arr+i)

배열의 index로 접근하던지, 포인터 연산을 통해 접근하던지 같습니다.

 

2차원 배열에서 데이터에 접근하기 위해 포인터 연산, 배열의 index 중 아무거나 사용할 수 있습니다.

1. arr[i][j] : [i]를 이용하여 i+1번째 행에 접근한 이후 [j]를 이용하여 j+1번째 원소에 접근

2. (*(arr+i))[j] : +i와 *연산을 하여 i+1번째 행에 접근한 이후 [j]를 이용하여 j+1번째 원소에 접근

3. *((arr[i])+j) : [i]를 이용하여 i+1번째 행에 접근한 이후 +j와 * 연산을 이용하여 j+1번째 원소에 접근

4. *((*(arr+i))+j) : +i와 *연산을 이용하여 i+1번째 행에 접근한 이후 +j와 *를 이용하여 j+1번째 원소에 접근

위의 식들은 표현만 다를 뿐 원리는 같습니다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
char arr[3][3] = { {'A','B','C'},{'D','E','F'},{'G','H','I'}};
int i,j;

for(i=0; i<3; i++)
{
    for(j=0; j<3; j++)
    {
        printf("%2c",arr[i][j]);
    }
    printf("\n");
}

printf("\n");

for(i=0; i<3; i++)
{
    for(j=0; j<3; j++)
    {
        printf("%2c",*(arr[i]+j));
    }
    printf("\n");
}
printf("\n");

for(i=0; i<3; i++)
{
    for(j=0; j<3; j++)
    {
        printf("%2c",(*(arr+i))[j]);
    }
    printf("\n");
}

printf("\n");

for(i=0; i<3; i++)
{
    for(j=0; j<3; j++)
    {
        printf("%2c",*(*(arr+i)+j));
    }
    printf("\n");
}

printf("\n");

}

실행결과

A B C

D E F

G H I

A B C

D E F

G H I

A B C

D E F

G H I

A B C

D E F

G H I

계속하려면 아무 키나 누르십시오 . . .