💾 [C언어]들어는봤다!! 동적 할당 메모리 malloc과 free

오늘은 C언어 공부하면서 들어는 봤지만 잘 이해 안간걸 설명해 보고자 합니다.

1. malloc 메모리 할당: 동적 메모리의 시작! 🧠💻

동적 메모리 할당이란? 🤔

C 언어에서 malloc은 동적으로 메모리를 할당하는 함수입니다.

동적 메모리 할당이란 프로그램 실행 중에 필요한 메모리 공간을 실시간으로 할당하는 방식입니다.

이 메모리는 힙(heap) 영역에서 할당되며, 프로그램이 종료될 때까지 명시적으로 해제하지 않으면 계속해서 사용됩니다.

malloc의 기본 사용법 📝

malloc은 메모리 할당을 요청하고, 그 메모리의 시작 주소를 반환합니다.

만약 메모리 할당에 실패하면 NULL을 반환합니다.

 

구문:

void* malloc(size_t size);

예시

int *ptr = (int*)malloc(5 * sizeof(int));  // 5개의 int 크기를 동적으로 할당
if (ptr == NULL) {
    printf("메모리 할당 실패!\n");
}

 

malloc 사용 시 주의점 ⚠️

• 초기화되지 않음: malloc으로 할당된 메모리는 초기화되지 않으며, 쓰레기 값이 있을 수 있습니다. 따라서 값을 넣기 전에 반드시 초기화가 필요합니다.
• 메모리 크기: 할당하려는 메모리의 크기를 정확히 지정해야 합니다. 예를 들어, sizeof(int)를 사용하여 각 타입의 크기를 계산하는 것이 좋습니다.

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malloc의 특징

특징 설명

메모리 크기	malloc(size)로 원하는 크기만큼 할당
초기값	할당된 메모리는 초기화되지 않음
반환 값	할당된 메모리의 시작 주소 반환, 실패 시 NULL
메모리 영역	힙(Heap) 영역에서 할당됨

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언제 malloc을 사용하나요? 🧐

• 동적으로 크기가 변하는 배열: 배열의 크기가 미리 정해져 있지 않고, 실행 중에 결정될 때.
• 동적 객체 생성: 구조체나 객체의 동적 할당이 필요할 때.

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2. free 메모리 해제: 자원을 아끼는 방법 🧹💾

동적 메모리 해제란? 🔑

free는 동적으로 할당된 메모리를 해제하는 함수입니다.

malloc으로 할당된 메모리를 사용한 후에는 반드시 free로 메모리를 반환해야 합니다.

그렇지 않으면, 메모리 누수(Memory Leak)가 발생하여 시스템 자원이 낭비될 수 있습니다. 🛑

free의 기본 사용법 📝

free는 메모리 주소를 전달하여 해당 메모리 영역을 해제합니다. free를 호출한 후, 해당 포인터는 더 이상 유효하지 않으므로 접근을 피해야 합니다.

 

구문:

void free(void* ptr);

예시

int *ptr = (int*)malloc(5 * sizeof(int));  // 메모리 할당
// 메모리 사용...
free(ptr);  // 메모리 해제

free 사용 시 주의점 ⚠️

• 이중 해제 금지: 한 번 free된 메모리를 다시 free하면 프로그램이 크래시하거나 예기치 않은 동작이 발생할 수 있습니다.
• NULL 포인터 안전: free에 NULL을 전달해도 아무 일도 일어나지 않으므로, 포인터가 NULL인지 확인하는 것은 필요하지 않습니다.

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free의 특징

특징 설명

메모리 해제	free(ptr)로 동적 할당된 메모리 반환
이중 해제 금지	이미 해제된 메모리를 다시 free하면 오류가 발생할 수 있음
사용 후 포인터	free 후 포인터를 NULL로 설정하는 것이 좋음

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언제 free를 사용해야 할까요? 🧐

• 동적 메모리 사용 후: malloc이나 calloc으로 할당된 메모리를 다 사용한 후에는 free로 반드시 메모리를 해제해야 합니다.
• 메모리 누수 방지: 프로그램이 종료될 때까지 사용되지 않는 메모리를 반환하여 시스템 자원을 아끼는 것이 중요합니다.

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3. malloc과 free: 동적 메모리 관리의 핵심 🔄💡

malloc과 free의 관계 🤝

malloc과 free는 함께 사용되어야 하는 쌍둥이 함수입니다. malloc으로 메모리를 할당하고, 그 메모리를 사용한 후 반드시 free로 메모리를 해제해야 합니다. 이를 통해 효율적인 메모리 관리가 가능합니다.

malloc과 free 함께 사용하기 📝

• 메모리 할당 (malloc): 프로그램 실행 중에 필요한 메모리 공간을 동적으로 할당합니다.
• 메모리 해제 (free): 사용이 끝난 메모리를 해제하여 자원 낭비를 방지합니다.

함수 동작 예시

malloc	동적 메모리 할당	int *ptr = (int*)malloc(5 * sizeof(int));
free	동적 메모리 해제	free(ptr);

메모리 누수 방지 🚫

메모리 누수란 동적으로 할당된 메모리를 해제하지 않아서 계속 메모리가 차지되는 현상입니다.

이는 장기적으로 시스템 성능을 저하시킬 수 있으므로, 메모리 할당 후에는 반드시 free를 호출하여 메모리를 해제하는 것이 중요합니다.

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malloc과 free 사용 시 체크리스트 ✅

1. malloc으로 메모리를 할당했나요?
2. 메모리 사용 후 반드시 free로 해제했나요?
3. free 후, 해당 포인터를 NULL로 설정했나요?

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결론 🎯

malloc과 free는 동적 메모리 관리에서 핵심적인 역할을 합니다.

이 두 함수를 제대로 이해하고 사용하면, 더 효율적이고 안정적인 프로그램을 작성할 수 있습니다. 🖥️✨