👉🏻 C_Pointer_CheatSheet_v1

⁉️ Pointer란 ?

메모리 공간의 주소를 가리키는 자료형으로 C언어에서는 메모리 주소로 각 변수를 구별한다.

우리가 보통 사용하는 변수는 데이터를 저장하지만, 포인터는 주소(메모리 위치)를 저장한다는 차이가 있다.
즉, 포인터 변수는 "어디에 저장돼 있는지를 기억"하는 녀석이다!

🏠 주소란?

데이터의 주소값이란 해당 데이터가 저장된 메모리의 시작 주소를 의미한다.

C언어에서는 메모리를 1바이트 단위로 나누어 관리하며,
변수 하나가 여러 바이트를 차지하더라도, "가장 첫 번째 바이트의 주소"만을 변수의 주소로 사용한다.

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💡 예시

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 1234;
    printf("변수 a의 주소: %p\n", &a);
    return 0;
}

만약 int형이 4바이트라면,
a는 예를 들어 아래처럼 4칸을 차지하더라도:

메모리 주소   :   0x100   0x101   0x102   0x103
내용 (a 저장) :    ??      ??      ??      ??

&a는 항상 가장 첫 주소인 0x100 만을 가리킨다!

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메모리 구조 예시

메모리 구조 예시 (int a = 1234)

┌───────────────┐
│ 주소: 0x100    │ ◀─── &a
│ 값:   0xD2    │
├───────────────┤
│ 주소: 0x101    │
│ 값:   0x04     │
├───────────────┤
│ 주소: 0x102    │
│ 값:   0x00    │
├───────────────┤
│ 주소: 0x103    │
│ 값:   0x00    │
└───────────────┘

참고로 위 예시는 Little Endian 방식일 때의 바이트 저장 모습이다.
(C언어는 보통 Little Endian 시스템에서 돌아감)

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🆚 변수 vs 포인터 변수 비교

항목	일반 변수 (예: int a = 10;)	포인터 변수 (예: int *p = &a;)
⭐️ 의미	정수형 값을 저장하는 변수	정수형 변수의 주소를 저장하는 변수
선언 방식	int a;	int *p;
사용 예	a = 10;	p = &a;
⭐️ 값	10	a의 주소 (예: 0x7ffe...)
역참조	사용하지 않음	*p를 사용해 주소가 가리키는 값에 접근

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🧪 예제 : 기본 포인터

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 10;      
    int *p = &a;     

    printf("a의 값: %d\n", a);
    printf("*p의 값: %d\n", *p);
    printf("a의 주소: %p\n", &a);
    printf("p에 저장된 주소: %p\n", p);

    return 0;
}

a의 값: 10
*p의 값: 10
a의 주소: 0x7ffee70b54ac
p에 저장된 주소: 0x7ffee70b54ac

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🧪 예제 : 포인터로 값 변경

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 5;
    int *p = &a;

    *p = 20;

    printf("a의 새로운 값: %d\n", a);

    return 0;
}

a의 새로운 값: 20

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🧮 배열과 포인터

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[3] = {10, 20, 30};
    int *p = arr;

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

    return 0;
}

arr[0] = 10, (p + 0) = 10
arr[1] = 20, (p + 1) = 20
arr[2] = 30, *(p + 2) = 30

💡 자주 헷갈리는 내용:

• arr[i]와 *(arr + i)는 같다.
• 배열 이름 arr은 첫 번째 요소의 주소를 의미한다 (int * 형식).

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🔁 포인터 흐름 다이어그램

int a = 10;
int *p = &a;

┌────────┐       ┌────────────┐
│   a    │─────▶ │     10     │
└────────┘       └────────────┘
    ▲
    │
┌────────┐
│   p    │────────────┐
└────────┘            │
       주소 저장      ▼
                ┌────────────┐
                │   &a (주소)│
                └────────────┘

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🚨 포인터 사용시 놓칠 수 있는 오류

실수 코드	문제 원인
int *p; *p = 10;	포인터 초기화 없이 사용 → segmentation fault
int *p = NULL; *p = 10;	NULL 주소를 역참조 → 프로그램 크래시
int *p; p = &a;	&a처럼 유효한 주소를 꼭 할당해야 함

📦 함수 인자로 포인터 전달 (Call by Reference)

#include <stdio.h>

void changeValue(int *x) {
    *x = 100;
}

int main() {
    int a = 10;
    changeValue(&a);
    printf("변경된 a: %d\n", a);
    return 0;
}

💡 핵심:

• 값 복사가 아닌 주소 전달
• 함수 내에서 원본 값 변경 가능!

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📌 이중 포인터 (Pointer to Pointer)

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 42;
    int *p = &a;
    int **pp = &p;

    printf("a = %d\n", a);
    printf("*p = %d\n", *p);
    printf("**pp = %d\n", **pp);

    return 0;
}

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🧳 void 포인터

#include <stdio.h>

int main() {
    int a = 123;
    void *vp = &a;

    printf("int 값: %d\n", *(int *)vp);

    return 0;
}

• void *는 어떤 자료형이든 가리킬 수 있지만, 역참조 시 캐스팅 필요!

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💰 동적 메모리 할당 (malloc, free)

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

int main() {
    int *p = (int *)malloc(sizeof(int) * 5); // int형 5개 공간 할당

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        p[i] = i * 10;
        printf("p[%d] = %d\n", i, p[i]);
    }

    free(p); // 메모리 해제

    return 0;
}

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⚠️ 메모리 누수 방지 팁

상황	해결 방법
malloc/free 쌍이 맞지 않음	항상 free()로 해제해주기
free 후 다시 접근	free(p); p = NULL; 으로 설정
배열 크기 변경 필요	realloc() 사용 고려