11강 C언어 동적할당, malloc, free

안녕하세요. 오늘은 C언어 동적할당에 대해서 포스팅을 해보겠습니다.

 

동적할당이란?

동(動, 움직일 동) 적할당입니다.

사용자가 필요한 만큼 동적으로 메모리를 할당하는 것을 의미합니다.

반대말로는 정적이라는 말이 있습니다.

사용자가 int num[10]; 이렇게 사용하면 10만큼 정적으로 메모리를 사용하는 것을 의미합니다.

 

사용자가 필요한만큼 메모리를 할당해서 사용하고 다 쓰면 반환하는 방식입니다.

 

 

 

malloc 의 사용

memory allocation 의 메모리 할당의 약어입니다.

void *malloc(size_t size);

필요한 사이즈 만큼 할당받습니다.

성공 시 : 할당된 메모리의 첫 번째 주소값

실패 시 : NULL

 

free 의 사용

void free(해제할 메모리 주소값);

 

"OS 야 나 int 형 크기 10의 배열만큼 메모리가 필요해" : malloc 함수

"오케이. 자 여기 주소값 있으니깐, 이거 가지고 사용해" : malloc 성공 시 받은 주소값

"자 여기 다 썼어. 이제 필요없으니깐 사용한 거 없애줘." : free 함수

 

위와 같은 방식으로 사용됩니다.

 

예제를 보면서 이해해보겠습니다.

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

int main()
{
	int *num = NULL;
	int count = 10, i = 0;

	num = (int *)malloc(sizeof(int) * count); // int num[10] 만큼의 동적할당
	if ( num == NULL )		// 동적할당 실패 예외처리
	{
		printf("동적할당 실패\n");
		return -1;
	}
	printf("할당받은 주소값 : %p\n", num);

	for (i=0; i<count; i++)		// 숫자 입력받기
	{
		printf("%d 번째 숫자를 입력하세요 : ", i+1);
		scanf("%d", &num[i]);
	}

	for (i=0; i<count; i++)		// 입력받은 숫자 출력
	{
		printf("입력한 %d 번째 숫자 : %d\n", i+1, num[i]);
	}

	free(num);		// 사용한 메모리 해제하기

	return 1;
}

void * 이기 때문에 (int *) 캐스팅해주어야 합니다.

 

프로그램 실행결과

 

메모리 할당

malloc 을 요청하면 OS 에서는 int형 크기 10의 메모리를 할당한 다음, 첫 번째 주소값을 반환합니다.

 

그리고 free 를 하기 전까지는 계속 메모리가 할당되어있는 상태입니다.

사용자가 다 사용하고 필요없을 때 free를 하기 전까지요.

 

그래서, memory 를 malloc 하고 free 를 하지 않으면, 계속 할당만 (메모리 자리만 차지) 합니다.

메모리 누수현상(Memory Leak)이 발생할 수 있으니 malloc한 다음엔 꼭 free 해주세요.

 

동적할당에 대해서 간단하게 기본개념을 포스팅해보았습니다.

 

자 이제, 2차 배열에 대한 동적할당은 어떻게 할 껀지 예제를 보면서 이해해보겠습니다.

 

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

int main()
{
	int **num = NULL;
	int class_cnt = 5, people_cnt = 10;
	int i = 0, j = 0;

	num = (int **)malloc(sizeof(int *) * class_cnt); // int num[10] 만큼의 동적할당
	if ( num == NULL )	// 동적할당 실패 예외처리
	{
		printf("동적할당 실패\n");
		return -1;
	}
	for ( i = 0; i < class_cnt; i++)
		num[i] = (int *)malloc(sizeof(int) * people_cnt);


	/* 동적할당 받은 2차원 변수 사용 */
	// Command ....


	for ( i = 0;i < class_cnt; i++)	// 사용한 메모리 해제
		free(num[i]);

	free(num);	// 사용한 메모리 해제하기

	return 1;
}

 

2차원 동적할당

 

[n][m] n 개의 동적할당을 먼저하고 n 번만큼 for 문을 돌면서 m개의 동적할당을 합니다.

free를 할 때는 역순으로 해줍니다.

 

3차 동적할당도 동일합니다. [n][m][k] 라고 하면

n 개의 2차원 포인터 배열의 주소로 캐스팅하면서 malloc 을 먼저하고

 

n 번 만큼 m 개의 동적할당을 한 뒤에

다시 m 번만큼 k 동적할당을 호출합니다.

 

3차원 동적할당 예제

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

int main()
{
	int ***num = NULL;
	int i = 0, j = 0;

	int n = 2, m = 3, k = 4;

	num = (int ***)malloc(sizeof(int **) * n);

	for ( i = 0; i < n; i++)
	{
		num[i] = (int **)malloc(sizeof(int*) * m);

		for( j = 0; j < m; j++)
			num[i][j] = (int *)malloc(sizeof(int) * k);
	}


	/* 동적할당 받은 3차원 변수 사용 */
	// Command ....


	for ( i = 0; i < n; i++)	// 사용한 메모리 해제
	{
		for ( j = 0; j < m; j++)
			free(num[i][j]);

		free(num[i]);
	}

	free(num);

	return 1;
}

 

맨 앞의 크기부터 할당을 하고 그걸 부채 펴듯이 malloc 한다고 생각하시면 이해가 쉬울 것 같습니다.

 

부디 즐거운 C언어 공부되시길 바랍니다.

 

그럼 20000.