C와 C++의 다차원 배열 C/C++ 온라인 실행

소개

2차원 배열은 행과 열로 이루어진 표로 생각할 수 있습니다. C와 C++ 모두 메모리에 행 단위로(row-major) 연속해서 저장합니다. 첫 번째 행 전체가 먼저 오고, 그다음 두 번째 행이 오는 식입니다.

핵심 정리

포인터는 아직 존재하는 올바른 타입의 객체만 가리키거나 null이어야 합니다.
할당한 메모리 영역은 정확히 한 번만 해제해야 합니다.
어떤 함수가 메모리를 소유(ownership)하는지, 어떤 데이터는 읽기만 하는지(const) 분명히 하세요.

동작 원리 보기

칸을 가리키면 행과 열, 그리고 메모리 위치를 볼 수 있습니다. 메모리에는 행이 차례대로 이어서 저장됩니다.

C와 C++ 코드 예제

C

실행 →

main.c

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int matrix[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};
    for (int row = 0; row < 2; ++row) {
        int total = 0;
        for (int column = 0; column < 3; ++column) total += matrix[row][column];
        printf("row %d=%d\n", row, total);
    }
    return 0;
}

실행 결과

row 0=6
row 1=15

C++

실행 →

main.cpp

#include <array>
#include <iostream>

int main() {
    std::array<std::array<int, 3>, 2> matrix{{{{1, 2, 3}}, {{4, 5, 6}}}};
    for (std::size_t row = 0; row < matrix.size(); ++row) {
        int total = 0;
        for (int value : matrix[row]) total += value;
        std::cout << "row " << row << '=' << total << '\n';
    }
}

실행 결과

row 0=6
row 1=15

C와 C++ 비교

중첩된 반복문 두 개가 행렬을 돕니다. 바깥 반복문은 각 행을, 안쪽 반복문은 그 행의 요소를 변수 total에 더합니다. C에서 2차원 배열을 함수에 넘길 때는 첫 번째를 제외한 모든 차원의 크기를 적어야 합니다. C++의 std::array는 타입 자체에 크기를 담고 있으며, 인덱스가 유효한지 확인하는 at() 메서드를 제공합니다.

C

메모리의 소유와 해제는 전적으로 프로그래머에게 달려 있습니다.

C++

컨테이너와 RAII가 객체의 수명이 끝날 때 자원을 자동으로 해제합니다.

연습 문제

두 버전을 모두 실행한 다음 코드를 바꿔 보면서 각 언어가 주는 안전성의 차이를 살펴보세요.

널 포인터와 메모리 할당 실패 상황으로 테스트해 보세요.
AddressSanitizer와 UndefinedBehaviorSanitizer로 실행해 메모리 오류를 찾아보세요.
어떤 포인터가 메모리를 소유하고 어떤 포인터는 읽기만 하는지 분명히 해 보세요.

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