포인터 에서

포인터 소개

다른 많은 언어와 마찬가지로 C++에도 _포인터_가 있어요. 이미 _참조_와 _포인터_가 비슷하다는 것은 알고 있겠지만, 이 둘을 컴퓨터 내부 동작에 한 단계 더 가까이 있는 것으로 생각해 봐요. _포인터_는 객체의 주소를 담는 변수예요. 포인터는 객체와 직접 상호작용하는 데 사용되며, C++에서 동적 메모리 할당과 효율적인 데이터 조작을 가능하게 해 줘요.

_포인터_가 처음이라면 조금 신비롭게 느껴질 수도 있지만, 익숙해지고 나면 아주 간단해요.

포인터는 C++에서 아주 중요한 부분이니, 시간을 들여 제대로 이해해 봐요. 이 개념에서 다루는 가장 기본적인 형태는 덤 포인터 또는 _로우 포인터_라고도 불러요. 최신 C++에는 _스마트 포인터_도 있는데, 기본형은 전혀 똑똑하지 않아서 모든 작업을 직접 처리해야 해요.

자세히 살펴보기 전에, _포인터_의 용도를 이해해 두면 좋아요. _포인터_는 우리 프로그램의 다른 부분과 객체의 주소를 공유하는 방법이고, 이는 크게 두 가지 이유에서 유용해요:

1. _참조_와 마찬가지로 포인터는 복사를 피하고 프로그램의 리소스 사용량을 줄이는 데 도움이 돼요.
2. _참조_와 달리 포인터는 다른 객체를 가리키도록 다시 할당할 수 있어요.
3. 포인터는 널 값을 가리킬 수도 있는데, 이는 현재 어떤 객체도 가리키지 않고 있다는 것을 나타내요.

일반적인 문법

C++에서 포인터를 선언할 때는 포인터가 가리킬 데이터 타입을 지정한 뒤, 별표(*)와 포인터의 이름을 써요. 포인터는 선언할 때 자동으로 초기화되지 않아요. 명시적으로 값을 할당하지 않으면 포인터는 보통 불확정한 값을 가지는데, 이를 흔히 "가비지 주소"라고 불러요. 일부 컴파일러는 포인터를 nullptr로 초기화하기도 하지만, 모든 컴파일러에서 이 동작이 보장되는 것은 아니니 여기에 의존해서는 안 돼요. 잠재적인 문제를 피하려면 로우 포인터를 명시적으로 초기화하고, 사용하기 전에 널이 아닌지 확인하는 것이 가장 좋아요.

int* ptr{nullptr}; // Declares a pointer and makes sure it is not invalid

변수의 주소를 포인터에 할당하려면 주소 연산자(&)를 사용해요. 포인터의 역참조는 간접 참조 연산자(*)를 사용해요.

std::string opponent{"Solomon Lane"};
// 'ethan' points to the address of the string opponent
std::string* ethan{&opponent};
// Instead of ethan's, the opponent's name address is given to the passPort
std::string passportName{*ethan};

주의할 점이 있어요: 역참조는 명시적으로 해야 하지만, _참조_는 그냥 별칭처럼 동작해요.

포인터 연산

_포인터 연산_을 사용하면 포인터에 산술 연산을 할 수 있는데, 배열을 다룰 때 특히 유용해요. 포인터에 정수를 더하면 다른 원소를 가리키게 돼요.

// Stargate Coordinate Code
int gateCode[] = {462, 753, 218, 611, 977};
// 'ptr' points to the first element of 'gateCode'
int* ptr{&gateCode[0]};
// Accesses the third Stargate address through pointer arithmetic
int dialedAddress{*(ptr + 2)};
// Chevron encoded! Dialing Stargate address:
openStarGate(dialedAddress);

멤버 변수에 접근하기

C++에서 -> 연산자는 객체를 가리키는 포인터를 통해 그 객체의 멤버에 접근할 때 사용해요. 포인터가 가리키는 객체의 멤버에 접근하는 일을 간단하게 만들어 주는 축약형이에요. 예를 들어 ptr이 멤버 변수 x를 가진 객체를 가리키는 포인터라면, (*ptr).x 대신 ptr->x를 바로 사용할 수 있어요. 이 연산자는 객체를 가리키는 포인터를 다룰 때 코드 가독성을 높이고 장황함을 줄여 줘요.

다음은 멤버 변수 superpower를 가진 구조체 Superhero의 간단한 예제예요. main 함수는 Superhero 객체(원더 우먼을 나타내요)를 가리키는 포인터 dianaPrince를 만들어요. -> 연산자로 멤버 변수 superpower에 접근하는데, 원더 우먼의 상징인 "진실의 올가미"를 보여 줘요.

struct Superhero {
    std::string superpower;
};

Superhero wonder_woman{};
Superhero* dianaPrince = &wonder_woman;
dianaPrince->superpower = "Lasso of Truth";

// Using the -> operator to access member variable superpower:
std::cout << "Wonder Woman, possesses the mighty " << dianaPrince->superpower;

// Memory cleanup:
delete dianaPrince;

포인터와 참조

포인터와 참조는 둘 다 객체에 간접적으로 접근할 수 있게 해 주지만, 할 수 있는 일과 안전성 측면에서 차이가 있어요. 포인터는 가리키는 대상을 바꿀 수 있는 유연함을 제공하고, 널을 할당할 수도 있어요. 하지만 이런 유연함은 널 포인터를 역참조하거나 댕글링 포인터를 만드는 것과 같은 위험을 가져와요. 반면 참조는 널이 될 수 없고 만들어질 때 유효한 객체에 묶이기 때문에 이런 위험을 피할 수 있어요. 참조가 더 안전하므로, 포인터가 제공하는 추가 기능이 꼭 필요하지 않다면 포인터보다 참조를 선호하는 게 좋아요.

// There is a dark mark bearer, but who is it?
std::string* darkMarkBearer{nullptr};
// It is Bellatrix!
darkMarkBearer = new std::string{"Bellatrix Lestrange"};
// She has been defeated
delete darkMarkBearer;
// Reset pointer to null, symbolizing there is no more darkMarkBearer at the moment
darkMarkBearer = nullptr;