Microsoft Tech Camp Day 2 (3) 메모리 동적할당

*메모리 동적할당

지역변수는 stack에 저장되어 선언할 수 있는 메모리 크기를 제한합니다.(1Mbyte)

할당한 메모리를 Heap에 저장하여 stack보다 큰 메모리를 할당할 수 있습니다.

지역변수라 사용여부와 관계없이 종료될 때까지만 메모리를 점유합니다.

메모리사용시점과 소멸시점을 정할 수 있기 때문에 효율적인 메모리 사용이 가능합니다.

메모리 크기를 변경하기 위해서는 해당 프로그램을 재컴파일 해야하며, 이 때 실행 중 사용할 메모리 크기를 정할 수 있습니다.

  포인터를 이용하여 실행중 가변적인 크기의 메모리를 할당하고 해제할 수 있는데 이를 메모리 동적 할당이라고 합니다.

#include <stdlib.h>

//메모리 동적할당
void *malloc (size_t, size);

//메모리 해제
void free(void *memblock);

Malloc 함수는 할당된 메모리 주소의 값을 반환할 때 정해진 변위가 없다는 의미로 void * 형을 반환하기 대문에 포인터 변수로 주소를 받을 때에는 캐스팅을 해야합니다.

사용 후 free 함수를 이용해 반드시 메모리를 해제해 주어야 합니다.

Heap에 할당된 메모리는 stack에 할당된 메모리와 달리 스스로 해제되지 않습니다.

VMM이 포인터 유효성 검사를 실시하므로 배열이 포인터보다 속도가 빠릅니다.

//heap 영역에 1byte 메모리 공간을 확보하고
//시작주소를 char * 타입으로 변환 저장
char *p = (char *)malloc(1);

//할당한 메모리 해제
free(p);

  메모리 크기를 비슷하게 구성(4byte) 하거나 크게 할당받은 뒤 구역 재설정을 실시하면 속도를 빠르게 할 수 있습니다.

  동적할당을 할 때 하나의 데이터 형을 저장할 수 있는 크기가 아닌 배열처럼 여러개의 데이터형을 저장할 수 있는 크기의 메모리도 할당이 가능합니다.

int i;
char *p1, *p2;

//char 크기만큼 메모리 할당
p1 = (char *)malloc(sizeof(char));

//5개의 항목을 가진 char 배열 크기만큼의 메모리 할당
p2 = (char *)malloc(sizeof(char)*5);

*p1 = 0;

for(i = 0; i < 5; i++) *(p2+i) = i;

void main() {
    int *p, count, j, sum = 0;
    printf("숫자 입력: ");
    scanf("%d", &count);
    p = (int *)malloc(sizeof(int)*count);
for {
...
}
printf(...);

free(p);

}

//Worst case : 직접적인 형태의 메모리 할당
int *p = (int *)malloc(sizeof(int)*5);
int **pp = &p;
free(p);

//worse case: 배열포인터를 이용한 메모리 할당
int *p_data[3];
for(i = 0; i < 3; i++){
    p_data[i] = (int *)malloc(sizeof(int)*5);
}

for(i = 0; i < 3; i++) free(p_data[i]);

두번째 케이스를 잠시 보겠습니다.

int *p_data[3]; -> 배열 하나에 포인터가 세개 12byte=3*4byte

int (*p_data[3]); -> 포인터 한 개가 가리키는 변위의 크기: 4byte 1*12byte

아래는 3차원 동적할당 후 메모리 구조를 출력하는 예제입니다.

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


void EnterToContinue(){
	int c;
	printf("press ENTER to continue..");
	fflush(stdin);
	do c = getchar(); 
	while (c != '\n');
}

int main(void) {
	//array dimensions
	int x, y, z;
	//array iterators
	int k, j, i;
	//integer for count, pause
	int count = 0, pause = 0;


	//ask size of array
	printf("Determine the number of X : ");
	scanf_s("%d", &x);
	printf("Determine the number of Y : ");
	scanf_s("%d", &y);
	printf("Determine the number of Z : ");
	scanf_s("%d", &z);

	//make array
	int ***arr = (int ***)malloc(z*sizeof(int**));
	for (i = 0; i < z; i++){
		arr[i] = (int **)malloc(y*sizeof(int*));
		for (j = 0; j < y; j++){
			arr[i][j] = (int*)malloc(x*sizeof(int));
			for (k = 0; k < x; k++){
				arr[i][j][k] = count;
				count++;
			}
		}
	}


	//show array
	for (i = 0; i < z; i++){
		printf("	z= %d\n", i);
		for (j = 0; j < y; j++){
			printf("y= %d	", j);
			for (k = 0; k < x; k++){
				printf("%2d ",arr[i][j][k]);
			}
			printf("\n");
		}
		printf("\n");
	}
	
	
	//deallocates a memory block
	for (i = 0; i < x; i++){
		for (j = 0; j < y; j++){
			free(arr[i][j]);
		}
		free(arr[i]);
	}
	free(arr);

	EnterToContinue();
}