1절. 함수포인터란 ?

C 에서의 함수포인터는 언어와 관련된 문법적인 내용임으로 함수포인터에 대한 설명은 지극히 의례적인 내용이 될수 있겠지만, 꽤 복잡하기도 하고 재미있게 사용할수도 있으므로 굳이 강좌를 만들었다.

함수 포인터는 말그대로 함수의 위치를 가리키는 포인터이다.

C 언어의 경우 함수자체를 변수로 만들수는 없다. 대신 함수를 포인트하는 것은 가능한데, 이것을 통해서 함수를 포인터 처럼 사용할수 있으며, 이 포인터가 가르키고 있는 곳의 함수를 실행시킬수도 있다.


1.1절. 선언방법

포인터는 하나의 자료형이므로 포인터가 가르키는 데이타의 타입정보를 이용해서 포인터를 선언해줘야 한다. 물론 함수포인터의 경우 포인터하는 대상이 데이타가 아니고 함수라는 점이 다르긴 하지만.. 말이다.

다음은 함수포인터를 선언하기 위한 전형적인 방법이다.

return_type (*function)(arg1, arg2, ...);
			
이해하기 쉽게, 만약 int hello(char *) 라는 함수를 가리키는 함수포인터를 선언하고자 한다면 아래와 같이 하면 된다.
int (*func_name)(char *);
			
다음은 간단한 예제이다.

funcpter.c

#include <stdio.h>
void hello(char *name)
{
    printf ("Hi %s\n", name);
}

int main()
{
    void (*Func)(char *);
    Func = hello;
    Func("test");
}
			
위 코드를 이해하는 데에는 별 무리가 없을것이다. void 리턴타입을 가지고 인자로 캐릭터 포인터를 가지는 함수포인터를 사용하고 있음을 알수 있다.


1.2절. 왜 함수포인터를 사용하는가

익히 경험해서 알고 있겠지만, C 에서의 포인터는 잘못 사용하면 악몽이 될수 있다. 특히 함수포인터를 선언해서 쓸 경우는 그 독특한 문법과 익숙치않은 포인터개념의 짬뽕으로 인하여 코드자체가 암호문처럼 변할수도 있다. 이것은 프로그램의 유지/보수를 어렵게 할수도 있다.

그러나 그럼에도 불구하고 제대로 사용할경우 그 장점을 활용하여 유용한 프로그래밍 기법으로 활용할수 있는데, 바로 generic한 함수(혹은 알고리즘)의 작성을 가능하게 한다는 점이다. 또한 잘만 사용하면 오히려 유지/보수가 수월하게끔 만들수도 있다. 다음장에서는 간단한 예제를 이용해서 함수포인터 의 장점을 활용하는 방법에 대해서 알아보도록 하겠다.


2절. 함수포인터의 활용

이번장에서는 함수포인터의 활용방법에 대해서 몇가지 예를 들어서 알아보도록 하겠다.


2.1절. Generic 함수(알고리즘)의 작성

각 학생의 과목별 성적데이타가 있고, 과목별 최고 점수를 가져오는 프로그램이 있다고 가정하자. 처음에 이 프로그램은 각 과목중 "국어" 최고 점수만을 가져오도록 만들었다. 그런데 "수학" 최고 점수만을 가져오도록 변경하고 싶으면 어떻게 해야 할까? 혹은 최고 평점을 가져오기를 원할수도 있을것이다. 물론 각각의 경우에 대해서 별도의 이름을 가지는 함수를 만들면 되기는 하겠지만 이러한 경우에 함수포인터를 이용하면, 좀더 유지보수가 쉬운 깔끔한 코드를 만들어 낼수가 있다.

max.cc

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <vector>

using namespace std;

typedef struct _pinfo
{
    char name[12];  
    int  math;
    int  korean;
    int  eng;
} pinfo;

void printmax(vector<pinfo> va, void (*SortFunc)(vector<pinfo>))
{
    printf("최고 성적 출력 프로그램\n");
    SortFunc(va);
}   

void engmax(vector<pinfo> va)
{
    int max = 0;
    int index = 0;
    for (int i = 0; i < va.size(); i++)
    {
        if (va[i].eng > max)
        {
            max = va[i].eng;
            index = i;
        }
    }
    printf("영어 최고점수 획득자는 %s : %d\n", 
        va[index].name,
        va[index].eng);
};


int main()
{
    pinfo myinfo;
    vector<pinfo> va;

    void (*Sort)(vector<pinfo>);

    myinfo.korean = 80;
    myinfo.eng    = 65;
    myinfo.math   = 99;
    strncpy(myinfo.name, "yundream", 12);
    va.push_back(myinfo);

    myinfo.korean = 90;
    myinfo.eng    = 65;
    myinfo.math   = 74;
    strncpy(myinfo.name, "kknd", 12);
    va.push_back(myinfo);

    myinfo.korean = 63;
    myinfo.eng    = 88;
    myinfo.math   = 55;
    strncpy(myinfo.name, "junny", 12);
    va.push_back(myinfo);

    printmax(va, engmax);
}
			
위의 코드를 보면 printmax 라는 함수가 있는데, 함수포인터를 인자로 넘겨 받음으로써, 좀더 제너릭하게 확장시킬수 있도록 만들어져 있다. 위의 경우는 영어최고점자의 정보를 출력시키도록 해놓았는데, 만약 최고 평점자에 대한 정보를 출력 시키기를 원한다면, 다음과 같은 함수를 만들고, printmax 에 인자로 넘기면 될것이다.
void avgmax(vector<pinfo> va)
{
    int max   = 0;
    int total;
    int index = 0;
    for (int i = 0; i < va.size(); i++)
    {
        total = (va[i].eng + va[i].math + va[i].korean);
        if ( total > max)
        {
            max = total;
            index = i;
        }
    }
    printf("최고평자 점정보 : \n");
    printf("이름 : %s\n", va[index].name);
    printf("영어 : %d\n", va[index].eng);
    printf("국어 : %d\n", va[index].korean);
    printf("수학 : %d\n", va[index].math);
    printf("평점 : %.2f\n", (float)max/3.);
}
			
아래와 같이 printmax 를 호출하면 된다.
printmax(va, avgmax);
			
이처럼 함수포인터를 직접 넘김으로 인해서, 프로그래머는 필요에 따라 원 쏘쓰의 큰 변화없이 자기가 필요로 하는 코드만 만들어서 쉽게 확장시킬수 있다.


2.2절. 그외의 활용

여기에서는 이러한 용도로도 사용이 가능하다는걸 보여주는 팁수준의 활용용도를 보여줄것이다.

필자가 쓰레드 프로그래밍을 할때 가끔 사용하는 방법인데, 코드를 훨씬 깔끔하고 보기 쉽게 만들어준다. 포인트는 쓰레드 함수를 함수포인터를 값으로 하는 vector 에 등록시켜서 쓰레드 생성등에 사용하는 방법이다.

이방법을 쓰면 비록 몇줄이긴 하지만 분명히 코딩량을 줄일수 있다. 그리고 쓰레드 함수를 한영역에서 모아서 관리함으로 코드를 좀더 보기 쉽게 만들어준다.

funcpt_tip.cc

#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <vector>
#include <iostream>

#define MAX_THREAD_NUM 20

using namespace std;

void *func1(void *)
{
    printf("Thread 1\n");
    pause();
}
void *func2(void *)
{
    printf("Thread 2\n");
    pause();
}
void *func3(void *)
{
    printf("Thread 3\n");
    pause();
}
void *func4(void *)
{
    printf("Thread 4\n");
    pause();
}

int main()
{
    // 인자가 함수포인터인 vector 생성
    vector<void *(*)(void *)> thread_list;
    vector<pthread_t> tident(MAX_THREAD_NUM);
    int status;

    thread_list.push_back(func1);
    thread_list.push_back(func2);
    thread_list.push_back(func3);
    thread_list.push_back(func4);

    cout << "등록된 쓰레드 " << thread_list.size() << endl;
    for (int i = 0; i < thread_list.size(); i++)
    {
        pthread_create(&tident[i], NULL, thread_list[i], (void *)NULL);
    }

    cout << "thread Join Wait" << endl;
    for (int i = 0; i < tident.size(); i++)
    {
        pthread_join(tident[i], (void **)&status);
    }
    return 1;
}
			


3절. 결론

이상 간단하게 함수포인터의 사용방법에 대해서 알아보았다. 함수포인터는 몇몇경우에 유용하게 사용할수 있지만, 잘못사용하게 될경우 대단히 유지보수가 어려운 코드를 만들어 낼수도 있다. 위의 함수포인터의 선언을 보면 알겠지만, 결코 익숙한 선언및 사용방법이 아니기 때문이다. 또한 포인터라는 개념자체가 혼동을 줄수 있기 때문이다.

어쨋든 사용방법은 알아두는게 좋다. 위에서는 예로 들지 않고 있지만, C 에서 객체지향을 흉내내기 위한 목적으로써, 함수포인터를 사용하는 경우도 많기 때문이다.


출처 : http://www.joinc.co.kr/modules.php?name=News&file=article&sid=119

출처 : Tong - ♡Hopi♡~님의 ♡ C/C++ ♡통

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파일 입.출력


파일 입.출력은 앞으로도 매우 중요하게 쓰이는 부분이다.

어떤 파일로부터 데이터를 읽어들이고 또 데이터를 어떤 파일에 저장하는 것을 말한다.


데이터 저장과 불러오기 기능을 구현한것

읽기 / 쓰기 전용 , 읽기 / 쓰기 혼합 모드 기능

파일을 열고 닫는 작업이 쌍으로 존재한다.


[파일 오픈]


* FILE *fopen(const char *filename, const char *mode) ;    // 성공시 해당파일의 포인터. 실패시 NULL 포인터 리턴


- filename : 문자형 포인터로 사용할 파일 이름을 지정

- mode     : 파일에 대한 접근 방식

- 리턴값     : open 한 파일을 가리키는 파일 포인터


mode 에는 기본적으로 r, w, a 가 있고 세부적으로 바이너리 코드(이진모드)와 텍스트 모드로 분리



[파일 오픈 모드]


r   텍스트 모드이며 읽기 모드로 파일을 오픈

w  텍스트 모드이며 쓰기 모드로 파일을 오픈. 단 파일을 없으면 자동으로 생성. 있으면 내용을 전부 삭제하고 새로운 파일을 생성

a   텍스트 모드이며 쓰기 모드로 파일을 오픈. 단 파일이 없으면 자동으로 생성. 있으면 파일의 가장 끝부분에 이어 쓰기를 실행

b   바이너리 모드를 의미

+   읽기 / 쓰기의 혼합 모드가 가능함을 의미



[데이터 입.출력 모드]


t   텍스트 모드(text mode)

b   2진 모드(binary mode)


데이터의 읽기 / 쓰기를 텍스트 모드로 할건지 2진 모드로 할건지 정해주는 거이다.

문자열과 같은 텍스트 기반의 데이터는 텍스트 모드로 입. 출력 하는 것이 좋고 데이터 변환이 발생하면 안되는 경우 2진 모드로 데이터 입. 출력 하는 것이 좋다.


파일 접근 모드 + 데이터.입출력모드 = 파일 개방 모드     rt  ( r + t )  : 텍스트 모드의 읽기 전용



[일반적인 파일 열기 방법과 파일 오픈시 주의 사항]


FILE *fp ;                                                 // 파일을 오픈하기전에 반드시 파일포인터 선언

.......

fp = fopen( "test.txt" , "r" ) ;                        // 파일이름과 모드는 "와" 사이에 입력   test.txt 파일을 읽기 모드로 읽는 것이다.  

.......                                                        // 반드시 test.txt 파일이 폴더내에 있어야 한다.

if( fp == NULL )                                          // 파일이 제대로 열렸는지 반드시 체크

{

     ........

     return -1 ;

}



[파일 종결]


* int fclose(FILE *stream) ;


- stream : fopen() 함수를 통해 생성된 파일 포인터

- 현재 열린 파일을 닫을때 사용

- 출력 버퍼에 남아있는 데이터를 파일에 기록한 후 파일을 닫음


FILE *fp ;

.......

fp = fopen( "test.txt", "r" ) ;             // 파일 오픈

.......

fclose( fp ) ;                                  // 파일 닫음


동적할당에서 malloc 과 free 가 짝이 듯이 항상 파일을 오픈하면 종료를 해주어야 한다. fopen -> fclose



* 파일을 읽기 와 쓰기 에서 사용되는 함수들은 기존의 함수와 비슷하다. f 만 들어가면 된다.















<fputc() 함수>


하나의 문자를 파일에 저장

int fputc(int c, FILE *fp) ;

- c : 파일에 저장할 데이터

- fp : open 한 파일을 가리키는 포인터

- 리턴값 : fputc() 함수가 파일에 기록한 데이터


#include <stdio.h>

void main()

{

     FILE *fp ;

     fp = fopen( "text.txt", "w" ) ;                  // w 생성한다. test.txt   기존에 파일이 있으면 데이터 삭제 새로 사용.

     for( int i = 0 ; i < 128 ; i++ ){

          fputc( '\n', fp ) ;                           

          fputc( i, fp ) ;

     }

     fclose( fp ) ;

}


실행하면 아무것도 안나올 것이다.. 폴더에 가보면 test.txt 란 파일이 생기고  아스키 코드값 0번부터 128번의 문자들이 들어있다.


<fgetc() 함수>


* int fgetc( FILE *fp ) ;

- fp : fopen() 함수를 통해 생성된 파일 포인터

- 리턴값 : 문자

- fp 는 항상 NULL 이 될수 없음


폴더에 text.txt 안에 a b c 를 작성하고 종료.(저장. 공백 주의)


#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>


void main()

{

     FILE* fp ;

     fp = fopen( "test.txt" , "r" ) ;

     if( fp == NULL){

          printf("Error\n") ;

          exit( 1 ) ;

     }

    

     while( !feof(fp) )                                  // 끝이 아니라면 실행

          printf( "%c", fgetc(fp) ) ;                   // 문자를 읽어들여 출력  a b c 출력

     

     fclose( fp ) ;

}


<feof() 함수>


* int feof( FILE *filepointer )

- fileopinter : fopen() 함수를 통해 생성된 파일 포인터

- 현재 가리키는 위치가 파일의 끝인가를 검사한다.

- 리턴값 : 현재 가리키는 위치가 파일의 끝인 경우 0 을. 아닌 경우에는 0 이 아닌 값을 리턴


<fputs() 함수>


문자열을 대상파일( 지정한 파일 포인터의 파일) 에 기록


* int *fputs( const char *buffer, FILE *fp ) ;

- buffer : 출력할 문자열의 포인터

- fp : 출력할 파일을 가리키는 포인터


#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>


void main()

{

     FILE *fp ;

     fp = fopen( "test.txt", "w" ) ;


     fputs( "Hello" , fp ) ;                              // test.txt 에 Hello 가 저장된다.

     fclose( fp ) ;

}


<fgets() 함수>


파일 포인터로부터 원하는 양 만큼의 문자열 데이터를 읽어옴


* char *fgets( char *buffer, int n, FILE *fp ) ;

- buffer : 문자열을 저장하게 되는 영역

- n : 읽어드릴 양

- fp : open 한 파일을 가리키는 포인터


현재 test.txt 파일에는 Hello 가 저장되어 있다.


#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>


void main()

{

     FILE *fp ;

     char str[20] ;

     fp = fopen( "test.txt", "r" ) ;

   

     fgets( str, sizeof(str), fp ) ;

     printf( "str : %s\n", str ) ;                     // Hello 출력

     fclose( fp ) ;

}


<fread() 함수>


파일로 부터 바이트 단위로 데이터를 읽어들인다.


* size_t fread( void *buffer, size_t size, FILE *fp ) ;

- buffer : 읽어올 데이터를 저장할 메몰리 영역의 포인터

- size : 읽어올 사이즈

- fp : 파일 포인터

- 파일 포인터 fp 에서 size 만큼의 데이터 n 개를 buffer 에 저장


<fwrite() 함수>


파일에 바이트 단위로 데이터 기록


* size_t fwrite( void *buffer, size_t size, size_t n, FILE *fp ) ;

- buffer : 파일에 기록할 데이터가 저장되어 있는 메모리 영역의 포인터

- size : 개별적인 데이터 항목의 크기

- n : 기록할 수

- fp : 파일 포인터

- buffer 에 있는 size 만큼의 데이터 n 개를 파일 포인터 fp 에 기록


#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>


struct ADDS{

     char name[30] ;

     char number[30] ;

} ;


void main()

{

     FILE *fp ;

     int input, cnt ;

     ADDS *Juso ;


     while(1)

     {

          printf( "* [1] 입력  [2] 출력  [3] 종료 *\n" ) ;

          printf( "입력  : " ) ;

          scanf( "%d", &input ) ;


          if( input == 3 ){

               printf( "-Good Bye-\n" ) ;

               exit( 1 ) ;

          }

          if( input == 1 ){

               printf( "총 몇명 의 주소록을 입력할까요 ?" ) ;

               scanf( "%d", &cnt ) ;


               Juso = (ADDS*)malloc(sizeof(ADDS)*cnt) ;         

               fp = fopen( "test.txt", "w" ) ;


               for( int i = 0 ; i < cnt ; i++ ){

                    printf( "이름 : " ) ;

                    scanf( "%s", Juso[i].name ) ;

                    printf( "전화번호 : " ) ;

                    scanf( "%s", Juso[i].number ) ;

               }

               fwrite( &cnt, sizeof(int), 1, fp ) ;                       // fwrite cnt 변수값

               fwrite( Juso, sizeof(ADDS), cnt, fp ) ;                // fwrite Juso 구조체

               printf( "저장 완료\n" ) ;

               fclose( fp ) ;

               free( Juso ) ;

          }

          if( input == 2 ){

               fp = fopen( "test.txt", "r" ) ;            

               fread( &cnt, sizeof(int), 1, fp ) ;

          

               Juso = (ADDS*)malloc(sizeof(ADDS)*cnt)  ;          

               fread( Juso, sizeof(ADDS), cnt, fp ) ;

               printf( "\n" ) ;

     

               for( int i = 0 ; i < cnt ; i++ )

                    printf( "이름 : %s  전화 : %s\n", Juso[i].name, Juso[i].number ) ;


               printf( "\n" ) ;

               free( Juso ) ;

               fclose( fp ) ;

          }

     }

}


간단한 주소록 프로그램이다.  소스가 그다지 어렵지 않기 때문에 쉽게 이해 할수 있을 것이다.


<fprintf 와 fscanf>


fprintf 와 fscanf 함수는 printf 와 scanf 함수와 똑같다. 단지 파일이냐 모니터냐의 차이이다.  그리고 앞에 FILE 포인터 변수가 들어간다.


#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>


void main()

{

     FILE *fp ;

     int Index ;    

     int Data ;


     fp = fopen( "test.txt", "w" ) ;

     for( Index = 0 ; Index < 9 ; Index++ )                            // 0 부터 9 까지 test.txt 에 저장

          fprintf( fp, "%d\n", Index ) ;


     fclose( fp ) ;


     fp = fopen( "test.txt", "r" ) ;

     for( Index = 0 ; Index < 9 ; Index++ ){                           // test.txt 에 있는 값을 9개 불러옴.. 0 부터 9 까지 출력

          fscanf( fp, "%d", &Data ) ;                            

          printf( "%d\n", Data ) ;

     }


     fclose( fp ) ;

}

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