도저히 모르겠습니다. 함수포인터 c 언어

쉽게 생각하세요. 포인터는 전체적으로 정적인 자료 구조와 동적인 자료 구조의 차이를 정확히 이해하셔야 합니다. 그리고 컴파일 타임과 런타임의 차이점도 이해하셔야 하구요. 둘 다 똑같은 얘기입니다. 한번 예를 들어 보죠. 우선 씨에서

    int foobar[4];

와

    int* foobar;

    foobar = malloc(4 * sizeof(int));

는 엄연한 차이가 있습니다. 둘 다 똑같이 정수형의 변수 4개를 선언하지만 그 내부 구조는 완전히 다릅니다. 코드를 좀 더 바꾸어 보면...

    int n;
    scanf("%d", n);

    int foobar[n];

이 코드는 컴파일 하면 에러가 납니다. 가장 최근의 씨는 이것도 컴파일이 된다고 합니다만 어쨌든 개념 이해를 해 보십시다. 컴파일러의 입장에서 int foobar[n]; 이라는 선언문은 정말 황당한 선언문입니다. foobar 배열을 만드는 건 좋은데... 도데체 n이 얼마가 될 지 알 수 없는 노릇이죠. 사용자가 입력하는 n의 값에 따라 n이 1이 될수도 1000, 10000, 100000이 될 수도 있는 노릇이니까요. 아니 이거 돌려보면 가능하지 않느냐.... 맞는 소립니다. 그러나 컴파일러는 실행 바이너리를 돌리기 전에 만들어야 합니다. 직접 실행해봐야 아는 정보를 돌리기 전에 처리하라고 했으니 당연히 컴파일러가 에러를 내는 것이죠.

이것을 malloc을 이용해서 동적(dynamic)하게 바꾸면 이렇게 됩니다.

    int *foobar;
    int n;

    scanf("%d", n);

    foobar = (int*) malloc(n * sizeof(int));

malloc은 이름 그대로 memory allocation을 해 줍니다. 들어온 파라메터의 크기만큼 메모리를 만들고 그 메모리의 첫머리 주소를 리턴해 줍니다. (int*) 타입 캐스팅은 이 메모리 덩어리가 int 라는 요소로 하나하나 구성되어 있다고 알려 주는 것입니다.

이 코드는 앞의 코드와 뭐가 다를까요? 이제 컴파일러는 이 코드를 컴파일하는데 문제가 없습니다. n 값을 받아서 malloc() 함수로 넘겨주는 실행 바이너리를 생성하면 그것으로 끝입니다. 그렇다면 malloc() 함수의 구현은요? 일단은 신경쓰지 맙시다. 이 함수의 구현은 표준 라이브러리에 재주껏 구현이 되어 있습니다. 어쨌든, 이런 식으로 메모리를 동적으로 사용하는 길이 포인터를 이용, 가능하게 되었습니다.

어떤 학교의 전체 학생 데이터베이스를 한번 간단히 프로그램으로 작성한다고 생각해 봅시다. 이 학교의 전체 학생수는 2000명 이라고 한다면 학생들의 이름은 간단히 String student_name[2000]; 과 같은 선언문으로 처리할 수 있을 겁니다. 그런데 이 프로그램을 100명 정원의 학교, 1000명 정원의 학교, 10000명 정원의 학교에도 적용한다고 생각해 봅시다. 만명 정원의 학교에 이 프로그램을 쓰려면 String student_name[10000];을 선언하고 전체 프로그램을 재컴파일 해야 합니다. 그런데 malloc()을 써서 dynamic 하게 메모리 할당을 하는 경우를 생각해 보세요. 프로그램 하나로 어떤 경우에나 대처가 가능합니다. 이래서 자꾸만 프로그래밍 언어들이 dynamic한 쪽 특성을 강조해 나가는 겁니다. 씨는 포인터로 이것을 구현하고 있고, 기타 객체지향 언어들은 조금 다른 모습을 가지고 있습니다. C++이나 자바에서 new 라는 오퍼레이터를 보시면 C의 malloc() 을 떠올리시면 됩니다. 이해하기는 new 오퍼레이터가 쉽습니다만.

이제 함수 포인터를 dynamic의 관점에서 생각해봅시다. 음... 함수 포인터는 저도 약해서... 대강 말로 하겠습니다. :)

보통 유저 인터페이스를 프로그래밍하다보면 callback 펑션이라는 개념을 씁니다. 그러니까... 예를들어 ok 버튼을 누르면 ok 버튼과 연결된 함수가 호출되는 개념입니다. ok 버튼과 foobar() 함수를 연결시키려면 당연히 foobar() 함수가 선언되어 있어야 겠죠.

그런데 가끔씩은 이 ok 버튼과 foobar() 함수의 연결을 프로그램 실행 도중에 끊어버리고 다른 foobar2() 함수와 연결시켜야 할 경우가 있습니다. 간단히 예를 들면, "전송"버튼을 눌렀을때 사용자의 컴퓨터가 네트웍에 연결되어 있는 경우는 send_data_over_the_network() 함수를 호출하고, 사용자의 컴퓨터가 네트웍에 연결되어 있지 않는 경우는 display_error_message() 함수를 호출한다고 생각해 봅시다. 전송 버튼에 s_d_o_t_n() 함수를 연결시킬지 아니면 d_e_m() 함수를 연결시킬지는 실제 컴파일된 바이너리를 실행해 보기 전에는 알 수 없습니다. 이런 경우에 함수 포인터를 쓰면 상황에 따라 필요한 함수를 버튼에 연결해 쓸 수 있는 것이죠. 런타임시에 말입니다.

물론 이정도의 간단한 기능은 if else 로 구현이 가능합니다. 그러나 if 를 이용해 구현하면 아까 String students[1000]; 의 경우가 또 발생합니다. 이런 까닭에 함수 포인터라는 것을 씁니다.

쓰고 보니 함수 포인터 쪽 설명은 제가봐도 성이 좀 안차네요. 어쨌든 C++의 virtual function 이나 기타 객체지향 언어의 dynamic binding이 함수 포인터와 맥락이 통합니다. 일단 함수 포인터는 메모리의 동적 할당과 관련이 깊다는 사실을 머릿속에 넣어두세요.

    int n;
    scanf("%d", n);

    int foobar[n];

    int *foobar;
    int n;

    scanf("%d", n);

    foobar = (int*) malloc(n * sizeof(int));

근데요... 이거 둘다 어차피 에러 나지 않나요?
scanf("%d", n); -> scanf("%d", &n);
(설마 최근의 c에서는 이런거 지원되는 거 아니겠죠??)

아참... 사용 용도를 잘 이해하지 못하신다면... 직접 사용하는 코드를 살펴보시는 것도 좋을 듯 합니다... function pointer는 여러모로 유용합니다...

음...지금 당장 생각나는 건 device driver 정도군요....
직접 character device를 만들 경우, 이 device는 read는 이 함수, write는 저 함수, seek는 요 함수를 이용하면 된다... 식으로 driver 입장에서 초기화를 해 줘야 합니다... 이때 function의 포인터를 돌려줄 경우 매우 간편하죠...

정확히 이런 형태는 아니지만.... 대충 psuedo-code로 하자면... 드라이버를 초기화 해 주는 루틴에서...

int init_driver(driver_struct * driv)
{
    driv->open_function = my_open;
    driv->read_runction = my_read;
/*      등등..    */
    return SUCCESS;
}

이런 식으로 해 줍니다...

나중에 커널에서 이를 이용할때는.... 이때 채워넣은 driv struct 를 이용해서...

    the_driver[node_num]->open_function(filename, mode, permission, &result);

결국 driver 입장에서는 struct 하나를 돌려줌으로 자기 자신의 정보를 몽땅 돌려줄 수 있겠고요, 커널 입장에서는 driver가 채워넣은 함수를 그냥 호출하면 되겠죠.. 굳이 복잡한 switch/case 문 같은 거 안 쓰고요....

직접 상황에 직면하지 않으면 이해가 힘드실 수도 있습니다...

이 이외에도 사용 용도는 무궁무진합니다..