리턴과 포인터에 대해서

void file_open_one(FILE* fp, char* name) {
FILE* tmp;
tmp = fopen(name, "r");
fp = tmp;
}

FILE* file_open_two(char* name) {
return fopen(name, "r");
}

int main(void)
{
FILE* fp;

file_open_one(fp, "hello.dat");
/* 어쩌고 저쩌고.... */
fclose(fp);

fp = file_open_two("hello.dat");
/* 어쩌고 저쩌고.... */
fclose(fp);

return 0;
}

file_open_one 과 _two 가 논리적으로 하는 일이 똑같아 보이지만 실제로 _one 에서는 문제가 생깁니다. return 에서 문제가 되는 경우는 주로 메모리 할당이나 포인터에 관련된 것이고 그 밖에는 무슨 문제가 되는지 모르겠네요. 글 쓰신 분이 쓴 예는 아무런 문제가 없어 보이네요.. -_-;

call by value라는 말의 뜻과, 함수 내부에서 매개변수의 변경이 함수 외부에 전혀 영향을 미치지 못한다는 것만 기억하시면 됩니다.

그렇기 때문에 함수 내부에서 외부의 값을 수정해야 될 경우에는 그 변수의 포인터 주소값을 '값'으로 받아들여서 간접적으로 접근합니다. 위에 분이 올린 file_open_one() 함수를 정상적으로 동작하게 고치면 다음과 같습니다.

void file_open_one(FILE ** fp, char* name)
{
    FILE* tmp;
    tmp = fopen(name, "r"); 
    *fp = tmp; 
} 

int main(void)
{
    File * fp;
    ...
    file_open_one(&fp, "filename.dat");
    ...
}

함수 내부에서 fp를 수정한다고 해도, fp는 단지 외부의 변수로부터 그 안의 값을 복사해서 넘겨받은 임시 객체에 지나지 않기 때문에, 함수가 끝나면 당연히 소멸되며 외부의 변수에 영향을 주지 못합니다. 그렇기 때문에 그 객체의 포인터 주소값을 넘겨받아서 참조 연산자 * 를 이용해서 간접적으로 접근해야 합니다.

scanf() 함수를 사용할 때 매개변수 이름 앞에 &를 붙이는 이유도 이 때문입니다. 변수의 값을 넘겨받는 것이 아니라 변수의 포인터 주소값을 넘겨받습니다.

함수의 결과값이 반환될 때에도 역시 return by value 입니다. 값이 복사되는 것이지 변수 그 자체가 전달되는 것이 아닙니다. 따라서 함수 내부의 임시객체에 대한 포인터값을 반환하는 것이 아니라면 그에 대해서는 걱정하실 필요가 없습니다.

return a;

이것은 a에 저장된 값을 복사해서 반환한다는 뜻이지, 변수 a 자체를 반환한다는 뜻이 아닙니다.

doldori님이 제시한 예제를 다시 한번 보시길 바랍니다.

그리고 C언어는 멀티 프로세서 시스템에서의 동작을 가정하지 않았습니다. ++i; 같은 간단한 수식마저도 문제를 일으킬 수 있습니다. 멀티 프로세서 시스템에서의 정상적인 동작을 위해서는 구현체에서의 추가적인 라이브러리라던가 기타 여러가지 지원이 필요합니다.

그 전달방식이 어떠한 식으로 이루어지는지, 혹은 안전한지에 대해서는 걱정하실 필요가 없습니다. 레지스터에 쓰던, 스택에 쓰던, 구현체는 안전하게 리턴값을 전달하도록 구현될 의무가 있습니다. 그걸 못한다면 C 컴파일러라 불릴 자격이 없습니다.

char * string_copy(const char *str) 
{ 
    char *s; 
    s = malloc(strlen(str) + 1); 
    while ( str++ ) { s++ = str; } 
    s = '\0'; 
    return s; 
}

틀린 부분이 있어 정정합니다.
while ( s++ = str++ ) { } 이 맞습니다.

레지스터나 CPU 하고는 전혀 상관없는 이야기 이며, 객체의 기억 수명과 관련된 이야기 입니다. 심지어는 return의 방식하고도 별로 관계가 없는 이야기 입니다.

void func(int p1, p2, p3)
{
    int a, b, c;
    ...
}

위의 코드에서 p1, p2, p3는 func란 함수가 호출되면서 만들어지고, 값이 반환되면서 없어지는 지역 변수들입니다. 그 기억 수명은 정확히 함수가 호출되면서부터 반환될 때 까지 뿐입니다.

만약 위의 지역변수들에 대해서 함수 외부에서 포인터를 이용해서 참조하게 된다면?

int * func(void)
{
    int a = 3;
    return &a;
}

...
int *pi;
pi = func();
printf("%d", *pi);
*pi = 4;

우선 pi = func();에서 func() 함수가 호출되면서 함수 내의 지역변수 a는 만들어집니다. 그리고 그 지역변수 a의 포인터 주소값을 반환하며, 함수가 끝나면서 지역변수 a는 소멸합니다. 그러나 포인터 주소값은 어쨌든간에 함수 외부로 전달이 됩니다.

그리고 printf("%d", *pi); 라는 코드에서는 이미 사라진 변수에 대해서 읽어오는 것을 시도하게 됩니다. 그동안 a 안의 값이 변하지 않았다면 3이 출력되겠지만, 그렇지 않을 수도 있습니다.

운영체제가 그 사이에 해제된 메모리를 다른 용도로 사용했을 수도 있습니다. 또한 요즘의 CPU는 물리적인 메모리 주소값을 그대로 쓰는 것이 아니라 가상 주소값을 쓰기 때문에 같은 주소값이라 하더라도 그 주소값이 가리키는 물리적인 위치가 다를 수 있습니다. 어쨌던간에, 여기서 중요한 것은 '운영체제가 ~해서' 혹은 'CPU 구조가 ~해서'라는 이유가 아니라, 이미 사라진 객체에 대한 참조에 대한 결과는 정의된 바 없다는 겁니다. 공원에 놔두고 온 돈가방이 어떻게 될 지는 아무도 보장하지 못합니다. 누군가 가져갈 수도 있겠고 그대로 있을 수도 있습니다.

printf 문이라면 단지 읽는 것 뿐이므로 문제가 생기지 않을 수도 있겠지만 그 다음의 줄 *pi =4;에서는 아주 문제가 심각합니다. 그냥 pi가 가르키는 메모리 공간을 쓰지 않고 놔뒀을 수도 있지만 이미 다른 용도로 쓰고 있을 수도 있습니다. 따라서 그 공간을 사용하고 있는 다른 곳에서 문제가 발생할 수 있습니다.

그러면, return 문을 사용하지 않고 매개변수에서 포인터를 이용해서 전달하면 뭔가 달라질까요?

void func2(int * * ppi)
{
    int a = 3;
    *ppi = &a;
}

똑같은 이유로 잘못된 코드입니다.

그러면 이러한 문제가 함수 호출시에만 발생할 수 있을까요? 아닙니다.

char *str;
str = malloc(10); // str에 메모리 할당
free(str); // str에 할당된 메모리 해제
...
str[3] = 'a';

이것 역시 똑같은 이유로 잘못되었습니다.

단순히 리턴값의 타입이 포인터이기 때문에 문제가 생기는 것이 아닙니다. 그 포인터가 가르키는 개체가 존재하느냐 아니냐의 문제입니다.