[c++] 동적 메모리, 참조자, 문자열

동적 메모리

실행 도중 동적으로 메모리를 할당받는것
종료시 시스템에 메모리 반납
필요한만큼의 메모리 효율적 사용
new, delete 키워드 사용

malloc(), free()

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
	const int MAX_SIZE = 100;
	int* pi;

	pi = (int*)malloc(MAX_SIZE * sizeof(int));
	for (int i = 0; i < MAX_SIZE; i++)
		*pi = 0;
	free(pi);
	return 0;
}

new, delete 사용

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
	const int MAX_SIZE = 100;
	int* pi;

	pi = new int[MAX_SIZE];
	for (int i = 0; i < MAX_SIZE; i++)
		*(pi+1) = 0;
	delete[] pi;
	return 0;
}

맞는 메소드를 쌍으로 사용하자

int *pi = new int; // 하나의 int형 공간할당
int *pia = new int[100]; // 크기가 100인 int형 동적배열할당
double *pd = new double; // 하나의 double형 공간할당
double *pda = new double[100]; // 크기가 100인 double형 동적배열할당

참조자(Reference)

변수에 별명을 붙이는 것
- 변수 선언 후 참조자 선언
```
int var = 10 ;
int &ref = var;
```
&기호 사용
- 변수의 주소를 반환하는 연산자와 다르다.
참조자에 값을 대입
- 참조하는 변수의 값이 변경된다.
```
ref = 20 // 변수 var의 값이 20으로 변경
```

참조자와 포인터를 따로 사용하는 이유

C++에서 참조자와 포인터를 따로 사용하는 이유는 여러 가지가 있습니다.

편의성과 가독성: 참조자는 별명처럼 원본 변수에 대한 별칭을 제공하므로 코드를 더 직관적으로 만들어 줍니다. 예를 들어 함수 인자로 전달할 때 포인터보다 참조자를 사용하면 더 명확하고 간결한 코드를 작성할 수 있습니다.

안전성: 참조자는 포인터와 달리 널 포인터를 가리킬 수 없으므로 널 포인터로 인한 에러를 방지할 수 있습니다.

초기화: 참조자는 선언될 때 반드시 초기화되어야 하므로 초기화되지 않은 참조자를 사용하는 실수를 방지할 수 있습니다.

객체 지향 프로그래밍: 참조자는 객체 지향 프로그래밍에서 많이 활용되는데, 이는 객체 간의 상호 작용을 표현하는 데 유용합니다. 객체를 참조로 전달하면 객체의 복사본을 만들지 않고도 객체를 직접 조작할 수 있습니다.

참조자가 선언될때 메모리를 차지할까?

참조자는 단순히 기존 변수에 대한 별칭(alias)을 제공합니다. 따라서 참조자를 선언하면 해당 변수와 동일한 메모리 위치를 가리키게 됩니다. 즉, 참조자는 실제로는 메모리를 차지하지 않고, 해당 변수의 별명(alias)으로 작용합니다.

#include <iostream>
using namespace std;
int main() 
{ 
int var;
int &ref = var; // 참조자 선언
var = 10;
cout << "var의 값: " << var << endl;
cout << "ref의 값: " << ref << endl;
ref = 20; // ref의 값을 변경하면 var의 값도 변경된다. 
cout << "var의 값: " << var << endl;
cout << "ref의 값: " << ref << endl;
return 0;
}

var의 값: 10
ref의 값: 10
var의 값: 20
ref의 값: 20

참조자와 포인터의 차이

참조자는 반드시 선언과 동시에 초기화
포인터는 변경이 가능, 참조자는 불가능하다.
상수로 초기화시 컴파일 오류
참조자는 null이 될 수 없기에, null 가능성이 있을 경우 포인터를 사용
참조자는 참조 대상을 변경할 수 없기에, 참조 대상이 수시로 변할거 같다면, 포인터를 사용

참조자의 용도

함수 호출시 매개 변수와 반환값으로 사용
매개변수

#include <iostream>
using namespace std;

void dec_by_r(int& r) { // r은 time의 참조자이다.
	r--; // time이 감소된다. 
	return;
}
void dec_by_p(int* p) {
	--(*p); // time이 감소된다. 
	return;
}
int main()
{
	int time = 10;
	dec_by_r(time); // time을 전달한다. 
	dec_by_p(&time); // time의 주소를 전달한다.
	return 0;
}

함수 반환

지역 변수의 참조자를 반환하면 안된다.

int& sub() {
    int n = 0;
    return n; // 오류! → n은 지역 변수
}

함수가 반환되도 존재하는 변수를 반환하는 예

int& findMax(int arr[], int size) {
    int maxIndex = 0;
    for (int i = 1; i < size; ++i) {
        if (arr[i] > arr[maxIndex]) {
            maxIndex = i;
        }
    }
    return arr[maxIndex];
}

const 참조자

상수를 매개 변수로 받는 경우에 필요

참조자를 통한 변경을 방지하기 위해. (읽기전용)

void print(const int& r)
{
    cout << "현재의 값= " << r << endl;
    return;
}
int main()
{
    print(100);
    return 0;
}

함수 호출시 인수 전달 방식

값에 의한 호출 (call by value)
- 함수로 복사본이 전달. 원본에 영향x
참조에 의한 호출 (call by reference)
- 함수로 원본이 전달.

참조에 의한 호출

포인터

int main(){
    int a = 100, b = 200;
    swap(&a,&b);
    ...
}

void swap(int *px, int *py) ...

참조자

int main(){
    int a = 100, b = 200;
    swap(a,b);
    ...
}

void swap(int &px, int &py) ...

문자배열

문자 배열 원소들을 중괄호 안에 넣어주는 방법
- char str[6] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0' };
문자열 상수를 사용하여 초기화하는 방법
- char str[6] = "Hello";·
배열을 크기를 지정하지 않으면
- 컴파일러가 자동으로 배열의 크기를 초기화 값에 맞추어 설정
- char str[] = "C Bible"; // 배열의 크기는 7이 된다.

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