17(C언어) 동적할당

포인터를 사용해 원하는 시점에 원하는 만큼 메모리를 할당할 수 있는 것을 동적 할당이라고 한다. malloc를 사용해 동적 할당을 할 수 있다. malloc는 stdlib.h헤더에 선언되어 있으므로 stdlib.h를 포함 시켜줘야한다.

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main() {
	int *ptr;
	ptr = (int*)malloc(sizeof(int));
	if (ptr == NULL)return -1;
	*ptr = 32;
	printf("%d", *ptr);
	free(ptr);
	return 0;
}

코드1 실행 결과

코드1을 보면 포인터만 선언되어 있다. 이러한 포인터에 malloc로 int만큼의 크기를 동적 할당해주어 사용하였다.

malloc는 아래와 같이 사용할 수 있다.

malloc(byte단위 크기)

malloc는 void*형이므로 ptr에 맞춰 (int*)으로 형변환 해주었다. 성공하면 메모리 주소를 반환하고 실패하면 NULL을 반환한다. if (ptr == NULL)return -1; 과 같이 메모리 할당에 실패할 경우 예외 처리를 해주는게 좋다.

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또한 malloc로 동적 할당해준 메모리는 반드시 free()를 통해서 해제해주어야 한다. 동적할당 하지 않은 일반 변수와 함수들은 모두 스택에 생성된다. 스택에 생성된 변수는 알아서 해제를 해준다. 하지만 동적할당된 변수는 힙 공간에 생성되며 힙에서 할당한 메모리는 직접 해제를 해주어한다.

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배열의 동적할당

malloc를 사용하면 프로그램 동작 중 입력받은 크기의 배열을 생성할 수 있다.

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main() {
	int i, size;
	int *ptr;
	scanf("%d", &size);
	ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * size);
	if (ptr == NULL)return -1;
	for (i = 0; i < 10; i++)
		scanf("%d", &ptr[i]);
	for (i = 0; i < 10; i++)
		printf("%d ", ptr[i]);
	free(ptr);
	return 0;
}

코드2 실행 결과

배열을 배울때 포인터를 배열처럼 사용할 수 있다고 하였다. 그것을 응용해 ptr에게 (int형 크기)*size 만큼 메모리를 할당해 배열처럼 사용한것이다.

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2차원 배열의 동적할당

2차원 배열의 동적할당은 조금 더 번거롭다.

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main() {
	int i, j, row, col;
	int **ptr;
	scanf("%d %d", &row, &col);
	ptr = (int**)malloc(sizeof(int*) * row);
	if (ptr == NULL) return -1;        //예외 처리
	for (i = 0; i < row; i++) {
		ptr[i] = (int*)malloc(sizeof(int) * col);
		if (ptr[i] == NULL)return -1;  //예외 처리
	}
		

	for (i = 0; i < row; i++) {
		for (j = 0; j < col; j++) {
			scanf("%d", &ptr[i][j]);
		}
	}

	for (i = 0; i < row; i++) {
		for (j = 0; j < col; j++) {
			printf("%d  ", ptr[i][j]);
		}printf("\n");
	}

	for (i = 0; i < row; i++)
		free(ptr[i]);
	free(ptr);

	return 0;
}

코드3 실행 결과

ptr=(int**)malloc(sizeof(int *)*row)

ptr에게 int*크기를 row만큼 할당해 준다. 이 부분은 포인터 배열을 만들어 주는 것이다. 그리고 반복문을 통해 포인터 배열별로 다시 col만큼 메모리를 할당해주는 것이다. 해제는 역순으로 진행하면된다.

그림을 보면 이해하기 쉬울 것이다.

이중 포인터에 (int 포인터 크기)*row 만큼 동적 메모리를 할당한 그림이다.

ptr은 4개의 포인터를 담을 수 있는 포인터 배열이 되었다. 이제 이 4개의 포인터를 1차원 배열 동적 할당 하는것 처럼 메모리를 할당해 주면된다.

최종적으로 2차원 배열의 동적 할당이 끝났다.