[C언어] - 다차원 배열

 

다차원 배열을 학습하기 전에, 배열에 종류에 대해 간단히 살펴보고 넘어가겠습니다.

 

 

배열의 종류

static 배열

index의 최대 범위가 compile시에 결정되는 배열로써, 메모리도 compile시에 할당됩니다.

C언어의 전역 배열 변수 int arr[] = {1,2,3} 등이 포함됩니다.

 

 

 

 

Fixed Dynamic 배열

index의 최대 범위가 compile시에 결정되지만, 메모리는 실행 중 함수가 호출될 때 할당되는 배열입니다.

C의 지역 배열 변수의 경우 Stack에 할당됩니다. (예: int arr[10];) 

그러나 자바의 경우에는 Heap 영역에 할당됩니다.

 

 

 

 

 

(Non - Fixed) Dynamic 배열

최대 index를 실행시키기 전에는 모릅니다. 메모리도 실행될 때 할당됩니다.

자바의 ArrayList 등이 이에 포함됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

배열 관리 방법

Descriptor를 사용하여 관리합니다.
Descriptor는 메모리를 할당하는 코드를 생성합니다.

 

 

Compile Descriptor

컴파일 시 다음과 같은 정보를 가집니다.

• 원소 타입
• Index의 상한
• 시작 주소 관련된 정보
• (배열의 차원 수)  - 다차원 배열부터

다른 언어는 다를 수 있으며, 이는 C언어 기준입니다.

 

 

 

Runtime Descriptor

C언어는 런타임에는 Descriptor를 가지지 않습니다.

그러나 Java에서는 실행 중에도 Descriptor를 가지며 이로 인해 ArrayIndexOutOfBoundException등을 발생시킵니다.

 

Runtime Descriptor를 가지면 실행속도는 좀 더 느려진다는 단점이 있으나, 안전하다는 장점이 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

다차원 배열의 저장

C언어에서는  Rectangle(정방형) 배열을 지원합니다.

C언어의 경우, 배열은 같은 타입의 여러 요소들을 연속된 메모리에 할당합니다.

그리고 원소를 저장하는 경우 행-우선 방법으로 저장합니다.

 

 

 

 

Rectangle 배열

모든 행이 동일 개수의 요소들을 포함하며, 모든 열이 동일 개수의 요소들을 포함합니다.

(이는 Square 배열이 아니며, 따라서 행과 열의 수는 같지 않을 수 있습니다.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

다차원 배열의 크기

sizeof(자료형 arr[A][B][C]) 는 sizeof(자료형)$\cdot$ A $\cdot$ B $\cdot$ C 와 동일합니다.

    printf("%lu\n", sizeof(int[2][3][4][5]));//480
    printf("%lu\n", sizeof(int)*2*3*4*5);//480

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2차원 배열의 요소 주소 구하기

1차원 배열의 경우 요소의 주소와 값은 다음과 같이 구했습니다.

int arr[10];
0번째 요소의 주소 : arr 또는 &arr[0]
0번째 요소의 값 : *arr 또는 arr[0]

1번째 요소의 주소 : arr+1 또는 &arr[1]
1번째 요소의 값 : *(arr+1) 또는 arr[1]

2번째 요소의 주소 : arr+2 또는 &arr[2]
2번째 요소의 값 : *(arr+2) 또는 arr[2]

 

 

 

2차원 배열의 경우에는 다음과 같습니다.

int arr[2][3];
0,0번째 요소의 주소 : arr 또는 &arr[0] 또는 &arr[0][0]
0,0번째 요소의 값 : **(arr) 또는 arr[0][0]

0,1번째 요소의 주소 : (*arr) + 1 또는 &arr[0][1]
0,1번째 요소의 값 :  *( *(arr)+1 ) 또는 arr[0][1]

0,2번째 요소의 주소 : (*arr) + 2 또는 &arr[0][2]
0,2번째 요소의 값 : *( *(arr)+2 ) 또는 arr[0][2]

1,0번째 요소의 주소 : arr + 1 또는 &arr[1][0] 또는 (*arr) + 3 또는 arr[1]
1,0번째 요소의 값 : **(arr + 1) 또는 *(*(arr) +3 ) 또는 arr[1][0]

1,1번째 요소의 주소 :  (*(arr + 1) + 1)   또는 &arr[1][1] 
1,1번째 요소의 값 : *(*(arr + 1)+1) 또는 arr[1][0]

 

컴퓨터에게 시키지 않고 직접 계산하는 방법은 다음과 같습니다.

자료형 arr[A][B];  

arr[i][j]의 주소 : arr(시작주소) + ( (i $\cdot$ B + j) $\cdot$ sizeof(자료형) )

 

 

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다차원 배열의 초기화

중요한 점은 배열 선언에서 맨 처음 하나만 생략할 수 있다는 것입니다.

int arr[3][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}, {7,8,9}};
int arr[3][3] = {{1}, {4,5}, {7,8,9}}; //빈 곳은 0으로
int arr[3][3] = {1,2,3,4,5,6,7}; //빈 곳은 0으로, {{1,2,3}, {4,5,6}, {7}};과 동일


//int arr[][] = {1,2,3,4,5,6,7,8} - 오류 발생! 8x1? 4x2? 2x4???

//세로길이만 생략 가능하다.
int arr1[][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8}; //컴파일러가 arr[2][4]라고 계산함
int arr2[][2] = {1,2,3,4,5,6,7,8}; //컴파일러가 arr[4][2]라고 계산함

// int matrix[][3][4] = ~~~~  - 가능!
// int matrix[][3][4] = ~~~~  - 불가능!
// int matrix[3][][4] = ~~~~  - 불가능!