[C언어] 구조체 포인터 선언 및 메모리 할당

구조체도 포인터를 선언할 수 있으며 구조체 포인터에는 malloc 함수를 사용하여 동적 메모리를 할당할 수 있다.

형식은 아래와 같다.

struct 구조체이름 *포인터이름 = malloc(sizeof(struct 구조체이름));

#define_CRT_SECURE_NO_WARNINGS  // strcpy 보안 경고로 인한 컴파일 에러 방지
#include <stdio.h>
#include <string.h>             // strcpy 함수가 선언된 헤더 파일
#include <stdlib.h>             // malloc, free 함수가 선언된 헤더 파일

struct Person {         // 구조체 정의
    char name[20];      // 구조체 멤버1
    int age;            // 구조체 멤버2
    char address[100];  // 구조체 멤버3
};

int main() {
    struct Person *p1 = malloc(sizeof(struct Person));  // 구조체 포인터 선언, 메모리 할당

    // 화살표 연산자로 구조체 멤버에 접근하여 값 할당
    strcpy(p1->name, "홍길동");
    p1->age = 30;
    strcpy(p1->address, "서울시 용산구 한남동");

    // 화살표 연산자로 구조체 멤버에 접근하여 값 출력
    printf("이름: %s\n", p1->name);    // 홍길동
    printf("나이: %d\n", p1->age);     // 30
    printf("주소: %s\n", p1->address); // 서울시 용산구 한남동

    free(p1);   // 동적 메모리 해제

    return 0;
}

<실행 결과>

이름: 홍길동

나이: 30

주소: 서울시 용산구 한남동

 

먼저 struct Person *p1과 같이 struct 키워드와 구조체 이름을 사용하여 구조체 포인터를 선언한다.

이때 일반 변수가 아닌 포인터 변수이므로 반드시 *을 붙인다.

그리고 malloc 함수로 메모리를 할당할 때 크기를 알아야 하므로 sizeof(struct Person)과 같이 구조체 크기를 구하여 넣어준다.

struct Person *p1 = malloc(sizeof(struct Person));		// 구조체 포인터 선언, 메모리 할당

포인터를 선언할 때도, sizeof 크기를 구할 때도 구조체 이름 앞에 struct 키워드를 반드시 넣어준다.

멤버에 접근할 때는 .을 사용했지만, 구조체 포인터의 멤버에 접근할 때는 ->를 사용한다.

// 화살표 연산자로 구조체 멤버에 접근하여 값 할당
strcpy(p1->name, "홍길동");
p1->age = 30;
strcpy(p1->address, "서울시 용산구 한남동");

// 화살표 연산자로 구조체 멤버에 접근하여 값 출력
printf("이름: %s\n", p1->name);		// 홍길동
printf("나이: %d\n", p1->age);		// 30
printf("주소: %s\n", p1->address);	// 서울시 용산구 한남동

p1->age = 30;과 같이 구조체 포인터의 멤버에 접근한 뒤 값을 할당하고, p1->age와 같이 값을 가져온다.

p1->name 등의 문자열 멤버는 =(할당 연산자)로 저장할 수 없으므로 strcpy 함수를 사용하면 된다.

마지막으로 free(p1);처럼 할당한 메모리를 해제해준다.

👉 구조체에 메모리를 할당시 malloc -> 사용 -> free

 

구조체 포인터에서 .으로 멤버에 접근하기

구조체 포인터에서 멤버에 접근하려면 p1->age와 같이 화살표 연산자를 사용하는데 괄호와 역참조를 사용하면 .으로 멤버에 접근할 수 있다.

p1->age;	// 화살표 연산자로 멤버에 접근
(*p1).age	// 구조체 포인터를 역참조한 뒤 .으로 멤버에 접근

(*p1).age와 같이 구조체 포인터를 역참조하면 pointer to struct Person에서 pointer to가 제거되어서 struct Person이 된다. 

👉 .으로 멤버에 접근할 수 있음

 

구조체의 멤버가 포인터일 때 역참조하기

구조체의 멤버가 포인터일 때 역참조를 하려면 맨 앞에 *를 붙이면 된다.

이때 구조체 변수 앞에 *이 붙어있더라도 멤버의 역참조이지 구조체 변수의 역참조가 아니다.

형식은 아래와 같다.

*구조체변수.멤버
*구조체포인터->멤버

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

struct Data {
    char c1;
    int *numPtr;       // 포인터
};

int main() {
    int num1 = 10;
    struct Data d1;     // 구조체 변수
    struct Data *d2 = malloc(sizeof(struct Data));  // 구조체 포인터에 메모리 할당

    d1.numPtr = &num1;
    d2->numPtr = &num1;

    printf("%d\n", *d1.numPtr);     // 10: 구조체의 멤버를 역참조
    printf("%d\n", *d2.numPtr);     // 10: 구조체 포인터의 멤버를 역참조

    d2->c1 = 'a';
    printf("%c\n", (*d2).c1);       // a: 구조체 포인터를 역참조하여  c1에 접근. d2->c1과 같음
    printf("%d\n", *(*d2).numPtr);  // 10: 구조체 포인터를 역참조하여 numPtr에 접근한 뒤 다시 역참조. *d2->numPtr와 같음

    free(d2);

    return 0;
}

구조체 변수 d1의 멤버 numPtr을 역참조하는 방법과 구조체 포인터 d2의 멤버 numPtr을 역참조 하는 방법을 그림으로 표현하면 아래와 같은 모양이 된다.

구조체 멤버가 포인터일 때 역참조하기

만약 역참조한 것을 괄호로 묶는다면 구조체 변수를 역참조한 뒤 멤버에 접근한다는 뜻이 된다.

*(*d2).numPtr처럼 구조체 포인터를 역참조하여 numPtr에 접근한 뒤 다시 역참조할 수도 있다.

(*구조체포인터).멤버
*(*구조체포인터).멤버

d2->c1 = 'a';
printf("%c\n", (*d2).c1);		// a: 구조체 포인터를 역참조하여 c1에 접근. d2->c1과 같음
printf("%d\n", *(*d2).numPtr);	// 10: 구조체 포인터를 역참조하여 numPtr에 접근한 뒤 다시 역참조. *d2->numPtr과 같음

여기서 (*d2).c1은 d2->c1과 같고, *(*d2).numPtr은 *d2->numPtr과 같다.

즉, 구조체 포인터를 역참조한 뒤 괄호로 묶으면 -> 연산자에서 . 연산자를 사용하게 되므로 포인터가 일반 변수로 바뀐다는 뜻이다. 역참조의 원리와 같다.

 

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출처

https://dojang.io/mod/page/view.php?id=418