C언어 포인터 다루기: 직접 만들어 본 연결 리스트

알고리즘 문제나 개발할 땐 늘 자바나 자바스크립트만 썼는데, C언어로도 뭔가 코딩하는 능력을 키워야겠다는 생각이 들었다. 일요일을 맞아 직접 IDE를 켜고, C언어의 꽃이라 불리는 포인터로 노드 리스트를 구현해봤다.

노드를 리스트 맨 앞에 추가하는 코드

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

/**
 * @struct Node
 * @brief 연결 리스트의 노드를 정의하는 구조체입니다.
 * * 각 노드는 정수 데이터를 저장하며, 다음 노드를 가리키는 포인터를 가집니다.
 * * typedef를 사용하여 'Node'라는 단순한 이름으로 사용할 수 있습니다.
 */
typedef struct Node {
    int val;
    struct Node *next;
} Node;
void add_list(Node **head,int val);
void free_list(Node *head);

int main(){
    Node *head = NULL;
    add_list(&head, 10);
    add_list(&head, 20);
    add_list(&head, 30);
    Node *cur = head;
    while(cur != NULL){
        printf("%d -> ", cur->val);
        cur = cur->next;
    }
    free_list(head);
    return 0;
}


void add_list(Node **head,int val){
    Node *new_node = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    new_node->val = val;
    new_node->next = *head;
    *head = new_node;
}

void free_list(Node *head){
    Node *current = head;
    Node *next_node;
    while (current != NULL) {
        next_node = current->next;
        free(current);
        current = next_node;
    }
}

코드에서 느낀 궁금증

add_node 함수가 Node **head를 인자로 받는다.
이건 Node *head라는 변수 자체의 주소를 받는다는 뜻이다.
head는 이미 포인터인데, 그 포인터의 주소를 또다시 포인터로 받는다는 사실에 혼란을 느꼈다.
하지만 이 방식 덕분에 add_node 함수가 head 변수의 값을 직접 변경할 수 있게 된다.

C언어 문법에서의 화살표 연산

new_node -> val = val;

이것은 (*new_node),val = val 이랑 비슷한 문법이라고 한다. 포인터 값을 다룰때 더 편하게 사용하려고 화살표 연산을 사용한다고 한다.

코드 뜯어보기

void add_list(Node **head,int val){
    Node *new_node = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    new_node->val = val;
    new_node->next = *head;
    *head = new_node;
}

위 코드의 첫줄을 글로 표현해보겠다.

new_node라는 포인터 변수는
(Node *) 자료구조로 캐스팅 한다.
malloc(sizeof(Node)) = node의 크기만큼 메모리를 할당해줘 이다.
그 다음에 방금 선언한 *new_node의 val 변수에는 매개변수로 받은 val
*new_node의 next는 head의 포인터 주소값을 넣는다.
*head의 주소값을 new_node로 설정한다. (현재 맨 앞에 있는 값을 맨 앞으로 바꾼다.) <- 우리가 head값을 다중포인터로 받은 이유이다. 주소 자체를 바꿔버리기 때문이다.

오늘의 정리

LeetCode에서 리스트 문제를 자바로 풀때는 메모리를 직접 할당받거나, 다중 포인터를 사용하지 않으니깐 저런 문제를 생각을 하지 않았다.

우리가 쓰는 편리한 언어들이 사실은 C언어의 이런 복잡한 작업들을 다 대신해준다는 걸 알게 됐다. 어렵긴 해도, 내부 동작을 이해할 수 있다는 게 진짜 큰 수확인 것 같다.

# C언어 - 다중포인터(2)