[C] 10. C언어의 "메모리 관리(기타)"

C 언어 학습: 메모리 관리

C 언어에서 메모리 관리는 매우 중요한 주제입니다. 프로그램이 실행되는 동안 필요한 메모리를 동적으로 할당하고, 더 이상 필요하지 않을 때 해제하는 것이 효율적인 메모리 사용의 핵심입니다. 이번 글에서는 동적 메모리 할당과 메모리 누수 및 디버깅에 대해 알아보겠습니다.

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1. 동적 메모리 할당 (malloc, calloc, realloc, free)

동적 메모리 할당은 프로그램 실행 중에 필요한 메모리를 동적으로 할당하는 방법입니다. C 언어에서는 이를 위해 malloc, calloc, realloc, free 함수를 제공합니다.

• malloc : 지정된 크기의 메모리를 할당하고, 포인터를 반환합니다.
  [c]
  void *malloc(size_t size);

 

• calloc : 지정된 수의 요소에 대해 초기화된 메모리를 할당하고, 포인터를 반환합니다.
  [c]
  void *calloc(size_t num, size_t size);

 

• realloc : 이미 할당된 메모리 블록의 크기를 변경합니다.
  [c]
  void *realloc(void *ptr, size_t new_size);

 

• free : 동적으로 할당된 메모리를 해제합니다.
  [c]
  void free(void *ptr);

 

예제

[c]

 

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

int main() {
    int *ptr;
    int n;

    // malloc 사용 예제
    n = 5;
    ptr = (int *)malloc(n * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("메모리 할당 실패\n");
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        ptr[i] = i + 1;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    printf("\n");
    free(ptr);

    // calloc 사용 예제
    n = 5;
    ptr = (int *)calloc(n, sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("메모리 할당 실패\n");
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    printf("\n");
    free(ptr);

    // realloc 사용 예제
    n = 5;
    ptr = (int *)malloc(n * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("메모리 할당 실패\n");
        return 1;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        ptr[i] = i + 1;
    }
    n = 10;
    ptr = (int *)realloc(ptr, n * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("메모리 재할당 실패\n");
        return 1;
    }
    for (int i = 5; i < n; i++) {
        ptr[i] = i + 1;
    }
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", ptr[i]);
    }
    printf("\n");
    free(ptr);

    return 0;
}

 

위의 예제에서 malloc, calloc, realloc 함수를 사용하여 메모리를 동적으로 할당하고, free 함수를 사용하여 할당된 메모리를 해제합니다.

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2. 메모리 누수와 디버깅

메모리 누수는 프로그램이 더 이상 사용하지 않는 메모리를 해제하지 않을 때 발생합니다. 이는 메모리 부족 문제를 일으킬 수 있으며, 프로그램의 성능과 안정성에 악영향을 미칩니다. 메모리 누수를 방지하고 디버깅하는 방법에는 다음과 같은 것이 있습니다.

• 메모리 할당 추적 : 모든 메모리 할당과 해제 작업을 추적하여 누수가 발생하는 부분을 찾습니다.
• 디버깅 도구 사용 : valgrind와 같은 메모리 디버깅 도구를 사용하여 메모리 누수를 검출합니다.

예제

[c]

 

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

void memoryLeakExample() {
    int *ptr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("메모리 할당 실패\n");
        return;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        ptr[i] = i + 1;
    }
    // 메모리를 해제하지 않아서 메모리 누수가 발생합니다.
}

void correctMemoryManagement() {
    int *ptr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));
    if (ptr == NULL) {
        printf("메모리 할당 실패\n");
        return;
    }
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        ptr[i] = i + 1;
    }
    // 메모리를 사용한 후 반드시 해제합니다.
    free(ptr);
}

int main() {
    memoryLeakExample(); // 메모리 누수가 발생하는 예제 함수 호출
    correctMemoryManagement(); // 올바르게 메모리를 관리하는 예제 함수 호출
    return 0;
}

 

위의 예제에서 memoryLeakExample 함수는 메모리를 할당한 후 해제하지 않아서 메모리 누수가 발생합니다. 반면에 correctMemoryManagement 함수는 메모리를 사용한 후 free 함수를 호출하여 할당된 메모리를 해제합니다.

메모리 누수를 방지하기 위해서는 모든 malloc, calloc, realloc 호출에 대해 적절한 free 호출을 해야 합니다. 또한, 디버깅 도구를 사용하여 누수가 발생하는 부분을 정확하게 찾는 것이 중요합니다.

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이번 글에서는 C 언어의 메모리 관리에 대해 알아보았습니다. 동적 메모리 할당을 통해 효율적으로 메모리를 사용하고, 메모리 누수를 방지하여 프로그램의 안정성을 높이는 것이 중요합니다. 다음 시간에는 고급 주제에 대해 다뤄보겠습니다. C 언어 학습에 많은 도움이 되길 바랍니다. Happy Coding!