C와 C++에서의 포인터(Pointer)

**포인터(pointer)**는 C와 C++에서 매우 중요한 개념입니다. 포인터는 메모리를 직접 제어할 수 있게 해주며, 동적 메모리 할당, 함수 인자로 참조 전달, 효율적인 자료구조 구현 등에 필수적으로 사용됩니다.

1. 포인터란 무엇인가?

• 정의: 포인터는 "다른 변수의 메모리 주소를 저장하는 변수"입니다.
• 자료형 명시: 포인터의 타입은 자신이 가리키는 대상의 타입을 나타냅니다. (예: int *, char * 등)

예제:

int x = 42;
int *p = &x; // p는 x의 주소를 가리킴

• *p은 "int를 가리키는 포인터"라고 읽습니다.
• &x는 변수 x의 주소를 반환합니다.

2. 기본 문법: 주소 & 역참조(dereferencing)

주소 연산자 &

• 변수의 주소(메모리 위치)를 가져옵니다.

예시:

int x = 10;
printf("%p\n", &x); // x의 주소 출력 (예: 0x7ffee07dc2ac)

역참조 연산자 *

• 포인터가 가리키는 주소의 실제 값을 읽거나 수정할 때 사용합니다.

예시:

int y = 20;
int *py = &y;

printf("%d\n", *py); // 출력: 20 (y의 값)

*py = 5; // y의 값이 5로 바뀜

3. 포인터의 종류

A. 기본 포인터(Basic Pointer)

int a = 100;
int *aptr = &a; // a의 주소를 저장

B. 널 포인터 (NULL Pointer)

• 어떤 것도 가리키지 않는 포인터

int *ptr = NULL; // 안전한 초기화

C. void 포인터 (Generic Pointer)

• 어떤 타입이든 가리킬 수 있으나, 역참조 시 형변환 필요

void *vptr;
int val = 12;
vptr = &val;
printf("%d\n", *(int*)vptr); // 형 변환 후 접근

D. 이중 포인터 (Pointer to Pointer)

int z = 50;
int *pz = &z;
int **ppz = &pz;

printf("%d\n", **ppz); // 출력: 50

4. 포인터 연산(Pointer Arithmetic)

• 포인터에 정수를 더하거나 빼면 자료형 크기 단위로 이동합니다 (byte 단위가 아님!)

예시:

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *p = arr; // arr[0]을 가리킴
p++; // 이제 arr[1]을 가리킴
printf("%d\n", *p); // 출력: 2

5. 배열과 포인터

• 배열 이름 자체는 배열의 첫 번째 요소의 포인터처럼 동작합니다.

int arr[3] = {10, 20, 30};
int *p = arr;
printf("%d %d\n", arr[1], *(p + 1)); // 둘 다 20 출력

6. 함수 포인터(Function Pointer)

• 포인터로 함수 주소를 저장하고 호출할 수 있음 (콜백, 이벤트 핸들러 등에서 사용)

int add(int a, int b) { return a + b; }

int (*fnptr)(int, int) = &add;
printf("%d\n", fnptr(2, 3)); // 출력: 5

7. 동적 메모리와 포인터

• C: malloc/free
• C++: new/delete

C 예제:

int *p = (int*)malloc(sizeof(int));
*p = 42;
free(p);

C++ 예제:

int *p = new int(42);
delete p;

8. 구조체/클래스와 포인터

C에서 구조체 포인터 사용:

typedef struct {
    int age;
} Person;

Person p1 = {25};
Person *pperson = &p1;

printf("%d\n", pperson->age); // 25

C++ 클래스에서:

class Dog {
public:
    int age;
};

Dog d;
Dog *dp = &d;
dp->age = 5;

9. 자주 발생하는 실수 및 위험

• ❌ Dangling Pointer: 이미 해제된 메모리를 참조
• ❌ Memory Leak: 할당한 메모리를 해제하지 않음
• ❌ Uninitialized Pointer: 초기화 되지 않은 포인터 → 임의 접근
• ❌ 포인터 연산 오버플로우: 배열 범위 초과 등

10. C vs C++에서의 포인터 비교

✅ 요약

• 포인터는 “메모리 주소를 저장하는 변수”
• * = 역참조, & = 주소 추출
• 정적/동적 메모리, 함수 주소, 구조체/클래스 멤버 접근, 배열 등 다양한 사용처
• 강력하지만 메모리 관리 어려움 ⇒ 꼭 초기화, 해제, 범위 체크 필요
• C++에서는 스마트 포인터로 메모리 관리할 수 있음