Typedef struct 포인터 - Typedef struct pointeo

유튜브 박동규 교수님의 널널한 박교수의 C프로그래밍 고급편으로 스터디 진행함

(인프런에도 강의가 있다 ㅎㅎ)

구조체

구조체를 공부하기 위해 C에서 쓰는 자료형들을 먼저 한번 구조를 살펴본다.

C의 자료형

구조체란?

구조체의 정의 : 기본 자료형만으로 표현하지 못하는 복잡한 형

• 예를 들면, 사람의 이름, 나이 키, 몸무게 정보를 하나의 자료형으로 묶어서 표현하고 싶은 경우?

struct라는 키워드를 이용하여 선언한다.

#include <stdio.h>

// 구조체 정의
// Person은 struct 태그(식별하기 위한 이름)
struct Person {         // Person 구조체 선언
    char name[100];     // 구조체 멤버-이름
    int age;            // 구조체 멤버-나이
    int height;         // 구조체 멤버-키
    float weight;       // 구조체 멤버-몸무게
};

struct Person personA, personB; // 선언

이런식으로 struct 안에 필요한 것들을 정의해준다.

구조체 초기화

변수 초기화와 마찬가지로, 구조체도 초기화가 가능하다.

• {..., ..., ...} 형식으로 멤버값을 초기화 시키고
• 정의된 순서대로 초기값을 입력하여 초기화시킨다.

struct Person personC = {"Park", 40, 174, 66};
printf("personC의 이름 %s, 나이 = %d\n", personC.name, personC.age);

구조체의 활용

1. 구조체를 멤버로 가지는 구조체를 만들 수 있다.
2. 구조체의 대입연산과 비교연상

• 대입연산은 가능하다.
• 비교연산, 사칙연산은 불가하다.

1. 구조체의 배열 선언또한 가능.

예제코드

#include <stdio.h>

struct point {
    int x;
    int y;
};

struct rect {
    struct point p1;
    struct point p2;
};

int main(void)
{
    struct rect r;
    int w, h, area, peri;
    
    printf("왼쪽 상단의 좌표를 입력하시오: ");
    scanf("%d %d", &r.p1.x, &r.p1.y);
    
    printf("오른쪽 하단의 좌표를 입력하시오: ");
    scanf("%d %d", &r.p2.x, &r.p2.y);
    
    w = r.p2.x - r.p1.x;
    h = r.p2.y - r.p1.y;
    
    area = w * h;
    peri = 2 * w + 2 * h;
    printf("사각형의 면적은 %d이고 둘레는 %d입니다.\n", area, peri);
    
    struct rect new_r;
    new_r = r;   // OK
//    struct rect rx = r * new_r;
//    if( r < new_r )   // 비교연산은 지원하지 않는다
//    {
//        printf("new_r이 큽니다 \n");
//    }
//
    struct rect array_r[10];   // 구조체 배열은 가능함
    
    return 0;
}

typedef 자료형

typedef 자료형은 C에서 자료형을 새롭게 정의 하는데에 굉장히 유용하다.

typedef의 이용

typedef unsigned char BYTE;
BYTE idx;	// unsigned int index; 랑 똑같음

typedef int INT32;
typedef unsigned int UNIT32;

INT32 i;	// int i;와 같다.
UNIT32 k;	// unsigned int k;와 같다.

위에서 배운 구조체랑 섞으면

typedef struct Person { // Person 구조체 선언
    char name[100]; // 구조체 멤버-이름
    int age;        // 구조체 멤버-나이
    int height;     // 구조체 멤버-키
    float weight;   // 구조체 멤버-몸무게
} Person ;

struct Point2D {   // Point2D 구조체 정의
    int x;
    int y;
};
typedef struct Point2D Point2D;

같은 내용인데, 위와 같이 간단하게 쓸 수도 있다.

주로 어떨때 쓰면 좋냐면,

#include <stdio.h>

typedef struct point {
    int x;
    int y;
} POINT;

POINT translate(POINT p, POINT delta);

int main(void)
{
    POINT p = { 2, 3 };
    POINT delta = { 10, 10 };
    POINT result;
    
    result = translate(p, delta);
    printf("새로운 점의 좌표는(%d, %d)입니다.\n", result.x, result.y);
    
    return 0;
}

POINT translate(POINT p, POINT delta)
{
    POINT new_p;
    
    new_p.x = p.x + delta.x;
    new_p.y = p.y + delta.y;
    
    return new_p;
}

여기서 POINT translate 함수는, typedef를 통해 POINT형을 정의하여 사용한다.

이 함수를 좀 더 설명하자면, 매개변수를 이용해서 새로운 POINT 값을 만들어서 반환한다.

결과적으로는 delta 만큼 이동됨.

typedef 자료형의 필요성

1. 새로운 자료형을 정의하여 C의 자료형을 확장시키는 역할을 한다.
2. C코드의 이식성을 높여준다.
   • 코드를 하드웨어에 독립적으로 만드는데 도움이 된다.

포인터

포인터 변수

1. C에서 다른 객체를 참조(refer) 하기 위해 사용한다.
2. 구체적으로 컴퓨터 메모리에 있는 자료값이나 변수 혹은 함수의 주소를 가지는 변수

왜 포인터를 쓰는지?

• 일반변수를 통해서도 메모리에 값을 저장하고 불러올 수 있다.
• 그러나 포인터를 사용하면 일반적인 방식에서 허용하지 않는 접근이 가능하므로, 매우 편리한 도구이다.
• 도서관에 수십만권의 책이 있고, 이 중에서 내가 원하는 책을 찾고자 한다.
  • 우리가 찾고자 하는 책의 위치를 저장하고 있는 인덱스를 먼저 접근해서 찾은 다음, 실제 책이 있는곳에 가서 책을 찾으면 효과적이다.

변수형의 크기

• 변수의 크기에 따라서 메모리 공간이 달라진다.
• char -> 1byte / short -> 2byte / int -> 4byte, etc....
• sizeof 연산자로 컴파일러가 컴파일할 때 변수형 크기를 알 수 있다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int i;
    char ch;
    short shrt;
    float flt;
    double dbl;
    
    printf("int형의 크기 = %lu \n", sizeof(int));
    printf("변수 i의 크기 = %lu \n", sizeof(i));
    
    printf("변수 ch의 크기 = %lu \n", sizeof(ch));
    printf("변수 shrt의 크기 = %lu \n", sizeof(shrt));
    printf("변수 flt의 크기 = %lu \n", sizeof(flt));
    printf("변수 dbl의 크기 = %lu \n", sizeof(dbl));
}

sizeof 는 byte 단위이다.

주소연산자 &

• 변수 i의 주소를 반환하는 연산자 : &i
• 메모리상의 주소값은 실행할 때 마다 바뀔 수 있다.

포인터의 선언

#include <stdio.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    int *myPointer;
    int myVar = 10;
    
    printf("myVar = %d\n", myVar);
    myPointer = &myVar;
    // myPointer 라는 변수는 myVar라는 변수의 주소값을 가진다.
    
    return 0;
}

myVar과 myPointer를 그림으로 나타내면 다음과 같다.

간접 참조 연산자 *

포인터 변수가 가리키는 값을 가져오는 연산자다.

아까 main 함수에 다음과 같은 코드를 추가한다.

*myPointer = 20;
    printf("\n*myPointer = 20으로 변경 \n");
    printf("myVar = %d\n", myVar);

포인트는, 간접적인 방법으로 myVar의 값을 변경시키는 것이다.

NULL 값

• NULL 은 C컴파일러에서 0으로 추정하는 값이다.
• NULL 은 포인터 변수를 초기화할 때 주로 사용하며, 포인터 변수가 아무것도 가리키지 않는다는 것을 나타낸다.

#include <stdio.h>

int main(void) {
    
    printf("NULL value = %p\n", NULL);
    return 0;
}

NULL value 는 0x0으로 나온다.