『Tucker의 Go 언어 프로그래밍』 스터디 요약 노트 : 14강 포인터

포이넡는 메모리 주소를 값으로 갖는 타입입니다. 포인터를 이용하면 동일한 메모리 공간을 여러 변수가 가리킬 수 있습니다. 그리고 메모리 복사를 줄일 수 있으며 반환값 없이 변숫값을 바꿀수 있습니다.

포인터에 대해 요약해보겠습니다!

 

1. 포인터란?

 

메모리 주소를 값으로 갖는 타입입니다.

예를 들어 int타입 a가 있을 때 a는 메모리에 저장되어 있고 속성으로 메모리 주소를 가지고 있습니다. 변수 a의 주소가 0x0100q번지라고 했을 때 메모리 주솟갑 또한 숫자값이기 때문에 다른 변수의 값으로 사용될 수 있습니다. 이렇게 메모리 주솟값을 변숫값으로 가질 수 있는 변수를 포인터 변수라고 합니다.

 

<사진>

 

 

p = &a

• 변수 p에 a의 주소를 대입하는 구문
• 변수 p의 값은 a의 주소인 0x0100이 됩니다. 이것을 ' 포인터 변수 p가 변수 a를 가리킨다 ' 라고 말합니다.
• 포인터를 이용하면 여러 포인터 변수가 하나의 메모리 공간을 가르킬 수도 있고 포인터가 가리키고 있는 메모리 공간의 값을 읽을 수 도 변경 할 수도 있습니다.

 

 

1) 포인터 변수 선언

var p *int

• 데이터 타입 앞에 *을 붙여서 선언합니다. 
• p는 int 타입 데이터의 메모리 주소를 가리키는 포인터 변수입니다. User 구조체를 가르키면 *User라고 선언하면 됩니다.

 

package main

import "fmt"

func main() {
	var a int = 500
    var p *int			// int 포인터 변수 p 선언
    
    p = &a			// a의 메모리 주소를 변수 p의 값으로 대입 (복사)
    
    fmt.Printf("p의 값 : %p\n" , p) //p의 메모리 주소값 출력
    fmt.Printf("p가 가리키는 메모리의 값: %d\n", *p) // p가 가리키는 메모리값 출력
    
    *p = 200
    fmt.Printf("a의 값 : %d\n", a)
}
    

결과값

• int 타입 메모리 변수 p를 선언하고 a의 메모리 주소를 p의 값에 대입합니다. 
• p의 메모리 주소를 확인해보니 0xc000100010이 나왔고 거기에 넣은 값은 500이 나옵니다.
• *p로 접근한 메모리 변수 p에 200으로 변경하니 a의 주소를 가리킨 p의 값때문에 값이 200으로 변경됩니다.

 

2) 포인터 변숫값 비교하기

 

package main

import "fmt"

func main() {
	var a int = 10
    var b int = 20
    
    var p1 *int = &a
    var p2 *int = &a
    var p3 *int = &b
    
    fmt.Printf("p1 == p2 : %v\n", p1==p2)
    fmt.Printf("p2 == p3 : %v\n", p2==p3)
}

결과값

• p1은 a의 메모리공간을 p2도 a의 메모리공간을 가지고 p3은 b의 메모리공간을 가집니다.
• p1과 p2는 같은 메모리 주소를 가지기 때문에 p1 == p2는 true가 되고, p2 == p3는 다르기 때문에 false가 됩니다.

 

3) 포인터의 기본값 nil

 

포인터 변숫값을 초기화 하지않으면 기본값은 nil입니다. 이값은 0이지만 정확한 의미는 유효하지 않는 메모리 주솟값 즉 어떤 메모리 공간도 가리키고 있지 않음을 나타냅니다.

 

 

< 유효한 메모리 주소를 가르키는지 검사하는 구문>

var p *int
if p != nil {
	// p가 nil이 아니라는 얘기는 p가 유효한 메모리 주소를 가리킨다는 뜻입니다.
}

 

2. 포인터는 왜 쓰나?

 

변수 대입이나 함수 인수 전달은 항상 값을 복사하기 때문에 많은 메모리 공간을 사용하는 문제와 큰 메모리 공간을 복사할 때 발생하는 성능 문제를 안고 있습니다. 또한 다른 공간으로 복사되기 때문에 변경사항이 적용되지도 않습니다. 포인터를 사용하지 않는 예를 살펴보겠습니다.

 

< 예시 >

 

package main

import "fmt"

type Data struct {
	value int
    data [200]int
}

func ChangeData(arg Data) {
	arg.value = 999
    arg.data[100] = 999
}

func main() {
	var data Data
    
    ChangeData(data)
    fmt.Printf("value = %d\n", data.value)
    fmt.Printf("data[100] = %d\n",data.data[100])
 }

결과값

• ChangeData() 함수는 Data 타입 구조체를 매개변수로 받습니다. ChangeData()에서 Data함수를 호출하면서 인수로 넣습니다.
• ChangeData() 함수의 매개변수 arg와 data는 서로 다른 메모리 공간을 갖는 변수입니다.
• arg 변수값을 변경해도 data 변수와는 다른 메모리 공간을 가지기 때문에 arg값을 변경해도 data값은 출력되지 않습니다.

 

•  이 예제의 문제점
  • ChangeData() 함수 호출시 data 변숫값이 모두 복사되기 때문에 구조체 크기 만큼 복사된다.
  • Data 구조체의 크기는 1608바이트입니다. ( int = 8byte , [200]int = 1600byte )
  • 함수를 호출 할때마다 1608바이트를 짧은 시간에 많이 호출되면 성능 문제가 발생할 수 있습니다.

→ 이 문제들을 한방에 해결해주는 해결사가 포인터 입니다.

 

< 포인터를 이용한 예제 > 

 

package main

import "fmt"


type Data struct {
	value int
    data [200]int
}

func ChangeData(arg *Data) {		//매개변수로 Data 포인터를 받습니다.
	arg.value = 999
    arg.data[100] = 999
}

func main() {
	var data Data 	// Data 구조체의 변수 data
    
    ChangeData(&data)
    fmt.Printf("value = %d\n", data.value)
    fmt.Printf("data[100] = %d\n", data.data[100])
}
    
    

결과값

• ChangeData() 함수 매개변수로 Data 구조체의 포인터를 받는것으로 변경했습니다.
• data는 변숫값이 아니라 data의 메모리 주소를 인수로 전달합니다. 메모리주소는 8바이트 숫자값 ( 64비트 컴퓨터에선 메모리주소는 8바이트 ) 이기에 1608바이트가 복사되는게 아닌 8바이트만 복사 됩니다.
• arg 포인터 변수가 가리큰 구조체 값을 변경합니다. ( 999의 값 )
• arg 포인터 값은 main() 함수의 data 구조체 주솟값이기 때문에 arg 포인터가 main() 함수의 data 변수를 가리키게 됩니다. 그래서 data값이 변경됩니다.

 

-  Data 구조체를 생성해 포인터 변수 초기화하기

구조체 변수를 별도로 생성하지 않고, 곧바로 포인터 변수에 구조체를 생성해 주소를 초깃값으로 대입하는 방법

 

• Data 타입 포인터 변수 p에 Data구조체를 생성해 그 주소를 대입했습니다.
• 실제로 있는 구조체 데이터의 실체를 가리키게 되므로 포인터 변수 p만 가지고도 구조체의 필드 값에 접근하고 변경할 수 있습니다.

 

2. 인스턴스

 

 

1) new() 내장 함수

2) 인스턴스는 언제 사라지나?

 

인스턴스는 아무도 찾지 않을 때 사라진다.

 

func TestFunc() {
	u := &User{}	// u 포인터 변수를 선언하고 인스턴스를 생성합니다.
    u.Age = 30
    fmt.Println(u)
}			// 내부 변수 u는 사라집니다. 더불어 인스턴스도 사라집니다.

< 정리 >

• 인스턴스는 메모리에 생성된 데이터의 실체입니다.
• 포인터를 이용해서 인스턴스를 가르키게 할 수있습니다.
• 함수 호출 시 포인터 인수를 통해서 인스턴스를 입력받고 그 값을 변경할 수 있게 됩니다.
• 쓸모 없어진 인스턴스는 가비지 컬렉터가 자동으로 지워줍니다.

 

3) 스택메모리와 힙메모리

 

• 프로그래밍 언어는 메모리를 할당할 때 스택메모리 영역 또는 힙 메모리 영역을 사용 
• 스택메모리는 효율적이지만 스택메모리는 함수 내부에서만 사용가능한 영역
• 함수 외부로 공개되는 메모리 공간은 힙 메모리영역에서 할당합니다. 
• Go언어 에서는 탈출 검사를 통해서 변수의 인스턴스가 함수 외부로 공개되는것을 분석해 스텍메모리가 아닌 힙메모리에서 할당하게 됩니다. 

 

 

 ps. 스택메모리와 힙메모리와 인스턴스 탈출 검사는 Tucker님 유튜브나 책을 보시는 걸 추천. 글로 설명이 어렵네요.ㅎ