제한된 형태의 포인터 연산

1. 포인터를 가지고 덧셈과 뺄셈이 가능

포인터 연산이라는 것은 포인터를 피연산자로 하는 연산 전부를 의미한다.

대표적인 포인터관련 연산자는 다음과 같다.

*     메모리참조

&    주소 값 반환

그리고 포인터의 덧셈과 뺄셈이 있는데 일반적인 것과는 의미가 다르다. 예제를 보자

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
    int num1=10;
    double num2=7.12345;
 
    int * ptr1=&num1;
    double * ptr2=&num2;
 
    printf("ptr1: %d \n", ptr1);
    printf("ptr2: %d \n\n", ptr2);
 
    ptr1++, ptr2++;
    printf("ptr1: %d \n", ptr1);
    printf("ptr2: %d \n\n", ptr2);
 
    printf("ptr1: %d \n", ptr1+3);
    printf("ptr2: %d \n\n", ptr2+3);
 
    ptr1--, ptr2--;
    printf("ptr1: %d \n", ptr1);
    printf("ptr2: %d \n\n", ptr2);
 
    printf("ptr1: %d \n", ptr1-3);
    printf("ptr2: %d \n\n", ptr2-3);
 
    return 0;
}

ptr1: 6487612
ptr2: 6487600
 
ptr1: 6487616
ptr2: 6487608
 
ptr1: 6487628
ptr2: 6487632
 
ptr1: 6487612
ptr2: 6487600
 
ptr1: 6487600
ptr2: 6487576

14행에서 선언한 포인터 변수의 값을 1씩 증가시키는 연산을 하고 있다. 

그런데 값이 일반 변수와 달리 4와 8이 증가되었다.

이 예제를 통해 int형 포인터 변수의 값을 1증가시키면 int 형 변수의 크기인 4가 증가된다.

dobule형 포인터 변수의 값을 1증가시, double형 변수의 크기인 8이 증가된다.

즉 type형 포인터 변수의 값을 1증가 및 감소시키면, sizeof(type)의 크기만큼 증가 및 감소한다.

2. 포인터 연산을 통한 배열 요소 접근

포인터 값의 증가 및 감소는 배열에 접근할때 쓰일 수 있다.

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
    int arr[]={1, 2, 3, 4, 5};
    int * ptr=&arr[2];
    printf("현 위치: %d \n\n", *ptr);
 
    printf("한 칸 앞: %d \n", *(ptr+1));
    printf("두 칸 앞: %d \n\n", *(ptr+2));
 
    printf("한 칸 뒤: %d \n", *(ptr-1));
    printf("두 칸 뒤: %d \n\n", *(ptr-2));
 
    return 0;
}

현 위치: 3
 
한 칸 앞: 4
두 칸 앞: 5
 
한 칸 뒤: 2
두 칸 뒤: 1

6행에서 배열 arr의 세번째 요소의 주소값을 얻고 있다.

9행에서 포인터 ptr에 1을 더하여 *연산을 하고 있다. 

이때 주소 값은 4가 증가 되므로 ptr가 가리키는 배열 요소의 다음 번째 배열 요소의 값을 출력한다.

3. 포인터 변수의 값이 1씩 증가 및 감소하지 않는 이유

위 예제를 보았는데 값이 1씩 증가 및 감소하면 배열 요소의 값을 제대로 출력 못할것이다.

포인터는 데이터의 첫 번째 바이트를 가리키는 녀석이다. 

따라서 첫 번째 바이트를 기준으로 데이터의 참조를 위한 *연산도 이뤄진다. 

그래서 포인터가 int형 변수의 중간을 가리키면 데이터 참조를 위한 *연산의 결과가 무의미해진다.

위 그림의 ptr은 int형 포인터이다. 처음 ptr은 4의 첫번째 바이트를 가리켰다고 해보자.

그리고 +2 연산후에 포인터는 숫자 4가 저장되어 있는 변수의 중간을 가리킨다고 해보자.

이렇게 되면 *연산을 할경우 숫자4와 5가 저장된 두 변수의 뒤와 앞을 2바이트씩 참조하여 엉뚱한 

값을 반환한다. 그래서 포인터 변수의 값을 1증가시키면 int 형 변수의 크기인 4가 증가되는 것이다.

다른 예제 하나 더 봐보자

#include <stdio.h>
 
int main(void)
{
    int arr[]={1, 2, 3, 4, 5};
    int * ptr=arr;    // int * ptr=&arr[0];
 
    printf("1번째 요소: %d \n", *(ptr++));
    printf("2번째 요소: %d \n", *(ptr++));
    printf("3번째 요소: %d \n", *(ptr++));
    printf("4번째 요소: %d \n", *(ptr++));
    printf("5번째 요소: %d \n", *(ptr));
 
    return 0;
}

1번째 요소: 1
2번째 요소: 2
3번째 요소: 3
4번째 요소: 4
5번째 요소: 5

여기서도 마찬가지로 8행부터 보면 ++연산자는 포인터 ptr에 저장된 값을 sizeof(int)의 반환 값만

큼 증가시켜 배열에 접근한다.