12.1 Pointer Arithmetic
pointer가 array element를 가리킬 때, arithmetic 연산이 가능하다.(array 가리키지 않으면 UB)
아래 세가지 연산만 허용
1. Adding an integer to a pointer : p가 a[i]를 가리킨다면, p+j == a[i+j]
2. Subtracting an integer from a pointer : p가 a[i]를 가리킨다면, p-j == a[i-j]
3. Subtracting one pointer from another : array elements에 따른 distant로 계산된다.(음수 나올 수도 있음) (피연산자가 같은 array의 element를 가리켜야 함.)
Comparing Pointers
relational operator(<, <=, >, >=)
equality operator(==, !=)
Pointers to Compound Literals
int *p = (int []){1, 2, 3};12.2 Using Pointers for Array Processing
#define N 10
~~~
for (~~; p < &a[N]; ~~)
~~~이런식으로 &a[N]을 적어도 perfectly safe
왜냐하면 저 값은 계산하지 않기 때문이다.
Processing array 하는 데 있어 두가지 방법이 있다.
1. array subscripting
2. pointer arithmetic
사실 둘을 같게 볼 수 있다. (a[i] == a+i == i[a])
둘 중 뭐가 더 빠른가?
옛날엔 2번이 빨랐지만, 요즘은 1번이 더 낫다.
그냥 둘 다 배우고, 둘 중 본인 프로그램에 맞는 더 자연스러운 방식으로 작성해라.12.3 Using an Array Name as a Pointer
Pointer arithmentic에서 array와 pointer의 관계가 드러난다.
하지만 다른 중요한 key relationship이 있는데 바로,
"The name of an array can be used as a pointer to the first element in the array."
즉, 배열의 이름은 첫번째 elements의 포인터
a == &a[0] (일차원 배열이라 가정)
그렇다고 해서 array name에 다른 pointer 값을 assign 할 순 없음(array name은 상수로 보는게 맞을듯)
From K&R
"By definition, the value of a variable or expression of type array is the address of element zero of the array."
(여기서 array type의 expressions도 address로 해석된다는걸 알아야 2차원 배열 포인터 p에 대해 *(*(p+1)+3) 같은 연산이 이해되네. *(p+1)도 배열 type의 expression이니까 해당 배열의 첫 element 주소인 것)
Array Arguments
함수에 array name이 pass될 때, 이는 항상 pointer로 간주된다.
따라서,
1. 원래 그냥 arugment라면 copy되기 때문에 그 값의 변경이 영향을 주지 않았지만, array의 경우 값을 수정하면 원래 array에도 영향을 준다.
따라서 이를 방지하려면,
int func(const int a[], int n)
{
~~
}식으로 const를 넣어서 선언해야한다.
2. array argument를 넘기는데 걸리는 시간은 array size에 달려있지않다. 왜냐하면 array에 대한 복사는 일어나지 않기 때문이다.
3. array parameter는 원한다면 pointer로 선언해도 상관없다.
int func(int *a, int n)
{
~~
}여기서 주의할 점이, parameter에선 array나 pointer나 그게 그거지만, 일반 변수를 선언할
때는 둘을 당연히 구분해 줘야 한다.
4. silice해서 pass할 수도 있다. a를 넘기면 a[0]부터 시작하겠지만, &a[1]을 넘겨서 넘겨받은 함수는 그게 시작점인줄 알게 할 수 있다.
12.4 Pointers and Multidimensional Arrays
Processing the Elements of a Multidimensional Array
C에서는 two-dimensional array를 row-major order로 저장하기 때문에, 이를 이용해서 two-dimensional을 one-dimensional로 간주하여 볼 수 있다.
int *p;
for (p = &a[0][0]; p <= &a[NUM_ROWS-1][NUM_COLS-1]; p++)
*p = 0;하지만 이렇게 이차원 배열을 일차원으로 대하면 readability에 안좋다.(오래된 컴파일러에선 속도가 좀 빠를수도 있지만, 최근 컴파일러에선 딱히 그렇지도 않음)
Processing the Rows of a Multidimensional Array
한 row에 대해서만 진행
p = &a[i][0];
p = a[i];
a가 이차원 배열이라면, 둘은 같은 expression이다.int a[NUM_ROWS][NUM_COLS], *p, i;
for (p = a[i]; p < a[i] + NUM_COLS; p++)
*p = 0;Processing the Columns of a Multidimensional Array
들어가기전에 2차원 배열에서의 type을 설명하자면,
int a[10][20];
이라고 했을때,
a의 type : int (*) [20] (int ** 아님)
a[0]의 type : int *
a[0][0]의 type : int
크게보면 a 배열은 원소 10개짜리 배열인데, 각 원소가 int [20] 배열인 것
(10개의 1차원 배열 각각 안에 또 1차원 배열이 있는 구조)
따라서 a는 크게 보면 1차적으로 1차원 배열이다.(int [20]이 원소인 1차원 배열)
위에서 정의할때, "배열의 이름은 첫번째 element의 포인터"라고 했다.
근데 이 이차원 배열에서 첫번째 element는 (1차원으로 생각한다면) int [20]짜리 큰 덩어리다.
그러므로 그 첫번째 element에 대한 포인터는 int (*) [20]이 맞다.
좀 이상해보일 순 있지만, 그냥 일차원 배열도 element type에 따라 char인지 int인지 그 크기가 갈린다.
이처럼 2차원 배열은 row한 덩어리를 element로 보기 때문에(p.269 아래에 그렇게 말함),
각 row의 길이까지 크기로 고려한다는건 별 다를게 없다.한 column에 대해서만 진행
int a[NUM_ROWS][NUM_COLS], (*p)[NUM_COLS], i;
for (p = &a[0]; p < &a[NUM_ROWS]; p++) //p = &a[0] 대신, p = a 도 가능
(*p)[i] = 0;Using the Name of a Multidimensianal Array as a Pointer
바로 위에서 한거랑 같은 말이다.
int a[NUM_ROWS][NUM_COLS];
했을 때, a는 a[0][0]의 포인터가 아니라, a는 a[0]의 포인터다.
a를 이차원 배열이 아니라, 일단은 커다란 1차원 배열로 보기 때문이다.
따라서 a의 type은 int (*) [NUM_COLS] 이다.
이차원 배열을 일차원 배열처럼 사용하게 함수로 넘겨주려면,
func(a, ~);
식으로 일차원처럼 이름만 띡 넘기면 안된다.
왜냐하면 type이 일치하지 않기때문이다.
func(a[0], ~);
처럼 넘겨줘야 한다. (a[0]의 type은 1차원 배열 이름처럼 int * 이다.)
12.5 Pointers and Variable-Length Arrays (C99)
그냥 위랑 똑같이 배운대로 쓰면 된다. (2차원일 경우는 잘 적용하며)
근데 VLA를 가리키는 포인터는 변수에 따라 값이 바뀌므로, 이 포인터를 variably modified type을 가졌다고 한다.
variably modified type은 무조건 함수 안이나 함수 prototype에서 선언돼야 한다.
Q&A
a[i] == *(a+i) == *(i+a) == i[a]
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parameter에서 *a랑 a[] 중에 뭐가 더 낫나?
: 어떤 사람은 a[]가 배열을 argument로 넘겨준다는걸 확실히 알려주므로 a[]를 선택한다. 하지만 어떤 사람은 *a가 더 정확하다고 *a를 쓴다. 왜냐하면 사실 넘겨주는건 array 전체가 아니라 포인터뿐이기 때문이다. 또 어떤 사람은 함수 내에서 쓰임에 따라 둘을 바꿔 적는다.(pointer arithmetic을 쓰냐, subscripting을 쓰냐에 따라 적는다.) 실제로 a[]보다 *a가 더 보편적이므로 *a가 더 낫다.
!주의
만약 int a[10][20]; 을 함수 인자로 넘겨받으려면 그냥 int ** 이라고 해선 안된다.
잘생각해보자. a의 type은 int * [20] 이다. 1차원 배열일땐 그냥 간단하게 int를 가리켰기때문에 괜찮았지만, 이차원은 int 20칸을 가리킨다는 것을 주의해야한다.(그렇게 정의돼있지 않다면 a[1][3] 같은 원소 접근이 애초에 안됐을것. 왜냐하면 a[1]을 했을때 int 한칸을 가는게 아니라 int 20칸을 가야함.)
그렇기때문에 이런 a를 함수 인자로 받으려면 func(int a[][20]){~} 이라고 정의하거나 func(int (*a)[20]){~} 이라고 정의해야한다.
하지만 void func(int **a){~} 같은 경우처럼 이차원 배열이 아닌 이중포인터를 넘겨받는다면, int *a[] 라고 써도 상관없다. 본질을 잘 파악해야한다.
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사실, name of array는 pointer가 아니다. C compiler가 필요에 따라 array name을 pointer로 바꾸는 것일 뿐이다.
sizeof operator를 적용시켜보면 차이를 알 수 있다. array는 array 길이가 다 나오는 반면, pointer는 그냥 그 주소를 저장하기 위한 byte 수만 나올 뿐이다.
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2차원 배열을 1차원 배열처럼 다루는건 몇몇 컴파일러에선 작동하지 않는다.
bounds-checking이 작동하면 한 row를 넘어가면 error로 간주할 수 있다.
p가 a[0][0]를 가리키게 했을 때, p는 결국 a[0]라는 1차원 배열을 가리키는게 되므로 그렇다.
