안녕 개붕이들아.

며칠동안 내가 올렸던 글들을 읽어봤는데,

너무 엉망진창이더라...

그래서 다시 마음잡고 한번 글을 써볼까 해.
 

이번에는 동적 할당에 대해 알아볼거야.

프로그래밍에서 가장 중요한 요소는 변수야.

전에 말했다싶이, 변수에는 여러 값들을 담아놓을 수 있어.

int a = 234; 같이 명령어를 치면, 메모리에 234 같은 숫자들을 저장해 놓을 수 있는거야.

 

사실 이 변수들에는 비밀이 있어.

컴퓨터는 이런 변수들을 선언될 때 마다 메모리 공간을 찾아서 만들지 않고,

프로그램이 처음 시작될 때, 사용되는 변수들의 크기만큼 미리 메모리에 공간을 만들어 놓는거야.

이런걸 정적할당 이라고 불러.

 

그러면 동적할당은 뭘까?

동적할당은, 프로그램이 실행되는 도중에 메모리에 공간을 만드는거야.

 

정리하자면,

정적할당 - 프로그램이 실행되자마자 사용되는 메모리 크기만큼 미리 메모리에 공간을 만들어놓고 프로그램 실행.

동적할당 - 프로그램이 실행되는 도중에 필요한만큼 메모리에 공간을 만들면서 실행.

 

그럼 동적할당은 왜 사용하는걸까?

여러가지 이유들이 있는데 크게 두 가지가 있어.

 

1. 배열의 크기를 상황에 맞게 바꾸고 싶은 경우

2. 메모리 공간을 최소한으로 사용하고 싶은 경우

 

배열의 크기를 상황에 맞게 바꾸고 싶다는게 뭔 소리일까?

예를 들어서, 개붕이의 친구들 전화번호를 저장하는 프로그램을 만들어보자.

 

int phoneNumbers[5];
int arrAt = 0;
int input = 0;

while (true) {
    std::cin >> input;
    phoneNumbers[arrAt] = input;
    arrAt++;
}

 

처음에 개붕이는 아싸니깐 친구들 전화번호가 5개를 넘어가지 않을꺼라고 예상했어.

그래서 배열 크기를 5로 정해버린거야.

 

근데 그런 개붕이에게 신이 기적을 내리셔서 친구가 6명이 된거야!

근데 배열 크기는 5로 정해버려서 친구 한명을 더 추가하면 프로그램에서 오류가 나버려.

이런 상황을 해결하기 위해서 우리 똑똑한 개붕이는 배열 크기를 100으로 했어!

 

근데 여기서 문제가 생겼어.

신이 노하셔서 개붕이에게 친구를 더이상 주지 않은거야.

그러면 개붕이가 phoneNumbers 배열에 담는 친구는 6명 뿐이지만, 배열 크기는 100이나 되어버리는 완전한 낭비가 되어버렸지?

 

이런 상황을 피하기 위해 나온게 바로 동적할당이야.

처음 배열 크기는 1로 하지만, 개붕이 친구가 한명씩 늘 때 마다 배열 크기를 늘리면?

그러면 개붕이 친구가 1명이던, 10명이던, 100명이던, 1000명이던 오류 없이, 또 메모리 공간을 아끼면서 배열에 친구들 전화번호를 넣을 수 있겠지?

 

이제 동적할당을 어떻게 하는지 알아보자.

 

우선은 일반적인 변수부터 동적할당 해보자.

int* num = new int;

이렇게 하면 돼.

 

물론,

int* num;

num = new int;

같은 방식으로 하는것도 가능해.

 

포인터 변수를 선언한 후,

그 포인터 변수에 new int 라는걸 넣어줬어.

 

그럼 new int 는 무슨 명령어일까?

new 는 바로 메모리에 공간을 만드는 명령어야.

 

new 자료형;

방식으로 사용해.

 

응용하자면,

char* character = new char;

bool* boolean = new bool;

double* decimal = new double;

같은것도 가능한거지.

 

동적할당을 한 후에는,

일반적인 포인터 변수처럼 사용하면 돼!

 

int num = new int;

num = 34;

 

같이 말야.

 

근데말야, 여기에는 큰 문제가 하나 있어.

이 동적할당이란걸 해주면, 프로그램이 끝나기 전 까지는 메모리에 계속 변수가 남아있는거야.

 

예를 들어서,

while (true) {

    int* abc = new int;

}

 

같이 해주면 무슨 일이 일어날까?

쫘잔!

프로그램이 사용하고 있는 메모리가 2GB 까지 올라가다가 결국은 프로그램이 꺼져버렸어.

 

이렇게 동적할당한 메모리를 해제 해주지 않으면, 메모리 누수 라는 일이 일어나버려.

그럼 이제 동적할당한 메모리를 해제 해보자!

 

제거가 영어로 뭐지?

delete!

그럼 이걸 그대로 쓰면 메모리를 해제할 수 있어.

 

int* abc = new int;

delete abc;

 

이렇게 해주면 abc 에 할당되어있는 메모리를 제거할 수 있는거야!

 

delete 변수이름;

같은 방법으로 사용 가능하단거지!

 

그럼 delete abc를 넣은 상태로 아까전의 코드를 실행해보자!

while (true) {

    int* abc = new int;

    delete abc;

}

 

오오

아까전의 2GB 와는 다르게, 801KB 만 사용하고 있어!

그러면서 프로그램도 죽지 않고있지!

 

delete 명령어의 효과를 좀 더 다이나믹하게 보기 위해서,

약간 선행을 해보자!

 

while (true) {
    char* a = new char[10000000];
    Sleep(1000);
    delete[] a;
    Sleep(1000);
}

 

(대충 1초 간격으로 10000000크기의 char 배열을 동적할당하고 지우는 프로그램)

 

이것좀 봐바..

메모리 사용률 그래프가 너무 예뻐서 눈물이 나올것 같아..

 

CMD 에서만 하던 별 피라미드를 동적할당 그래프로 한다던지

 

sin 그래프를 메모리 사용률 그래프에서 본다던지..

너무 예쁘지 않아?

어서 이런것들을 해보기 위해 동적할당에 대해 더 배워보자!

 

이번에는 배열을 동적할당 해볼거야!

 

int* arr = new int[100];

어라? 전에 배운거랑 다른점이 하나뿐이지?

배열을 동적할당 하는 방법은 간단해.

 

new 자료형[배열크기];

이렇게만 해주면 된단 말씀!

 

거기에다가 이 배열 동적할당에 있어서 놀라운 점은,

배열 크기에 변수를 넣을 수 있어!

 

int arrSize = 10;

int* arr = new int[arrSize];

 

가 가능하단거지!

 

하지만, 일반적인 변수의 동적할당과 마찬가지로,

배열 동적할당도 사용하고 나서 지우지 않으면 누수가 발생해.

그것도 배열 동적할당이라 훨씬 더 빠른 속도로!!

 

그럼 동적할당된 배열은 어떻게 해제할까?

아까 delete 변수이름 해줬던거 기억하지?

동적할당된 배열을 지우는건,

 

delete[] 변수이름;

방식으로 해주면 돼!
간단하지?

 

예를 들어보자면,

 

int* arr = new int[100];

delete[] arr;

 

같이 해주면, arr 에 100 크기의 배열을 할당하고, arr 에 할당된 배열을 지우는거지!

 

그럼 다시 처음의 개붕이 문제로 돌아와서,

개붕이 전화번호부를 한번 만들어보자!

 

int* phoneNumbers = nullptr;
int* tempPhoneNumbers = nullptr;

 

int arrAt = 0;
int input = 0;

while (true) {
    std::cin >> input;

 

    tempPhoneNumbers = phoneNumbers;
    phoneNumbers = new int[arrAt + 1];

 

    for (int at = 0; at < arrAt; at++) {
        phoneNumbers[at] = tempPhoneNumbers[at];
    }

    delete[] tempPhoneNumbers;

 

    phoneNumbers[arrAt] = input;
    arrAt++;
}

 

짜잔! 이렇게 해서 막상 전화번호는 넣을 수 없는 개붕이 전화번호부 완성이야!

몰라 예제 왜 이리 어려운거 고른걸까

 

어쨋든,

이게 바로 동적할당이야.

 

동적할당의 두번째 장점이였던 메모리 공간을 아낄 수 있다 기억해?

이제 이거의 예시를 한번 보자.

 

int num;

num = 111 * 222;

std::cout << num << std::endl;

 

(대충 num 사용하지 않는 엄청 긴 코드 실행)

 

이런 코드가 있다고 생각해보자.

 

그러면 num은 코드 가장 앞에서만 사용하고, 뒤에서는 전혀 사용하지 않지만 계속 메모리에서 자리를 차지하고 있어.

아깝잖아?

 

이런 아주 조금의 메모리 낭비도 아끼기 위해서 동적할당이 있어.

저 코드를 동적할당으로 최적화 하면...

 

int* num;

num = new int;

 

*num = 111 * 222;

std::cout << *num << std::endl;

delete num;

 

같은게 가능하겠지?

 

메모리 공간을 훨씬 더 아낄 수 있는거지.

뭐 그렇다고.

 

사실

{

int num;

num = 111 * 222;

std::cout << num << std::endl;

}

 

하면 다 해결되는 문제인데 말야.

뭐하러 동적할당 하는지 몰라

 

뭐. 이제 글쓰기 귀찮다.

이정도면 대충 알겠지?

 

마지막으로 정리해보자면,

new 자료형;  //변수 동적할당

new 자료형[배열크기]; //배열 동적할당

 

delete 변수이름; //변수에 할당되어있는 메모리를 제거

delete[] 변수이름; //배열에 할당되어있는 메모리를 제거

 

개붕이들아 즐거운 C++ 하고,

새해 복 많이 받아.