Project - Libft

Published on April 12, 2022 by Hyle

42seoul Cadet Project Libft

4 min READ

첫 과제

클러스터는 매일 오려고 하고 있지만 과제를 하기로 마음 먹기까지는 꽤 오래 걸렸다.포트폴리안을 끝내고 하자는 마음 + 콘파머가 2주간 쉬기로 했기 때문에 지금이 좋은 타이밍이라고 생각한 것이다.

C와 꽤 가까워 졌다고 생각했지만 다시 만나보니 쉽지 않았다. 알고리즘이 어려운 거라기 보다는 어떤 예외가 있을 지 생각하는 것과 이런 것도 처리를 해줘야하나? 라는 고민이 컸다. man을 찾아보는 것을 목표로 노력했으나 결국은 여러 선배 블로그를 참고하였다.

Libft?

Libft는 자신이 사용할 라이브러리를 만드는 과제이다.

42에서 header의 사용에는 제약이 많기 때문에

내가 후에 있을 과제에서 사용할 라이브러리를 만들어두는 것이다.

메모리 누수 처리해야하고, norm을 준수해야하며, Makefile 사용해서 만들어야한다.

*void

C언어에서는 형태가 다른 포인터끼리의 초기화는 금지되어있다. 하지만 void 포인터를 사용하면 어떤 포인터든 저장할 수 있다. 역 참조가 안 되기 때문에 함수의 인자값으로 사용하고 강제형변환을 통해 사용한다.

강제형변환

강제형변환을 사용한다고 했는데 어떤 형으로 변환할까?

unsigned char *이다.

왜 unsigned char *을 사용할 까?

메모리를 1바이트씩 접근하기 위해서이다.

char *도 있는데…?

포인터는 주솟값 연산이니까 부호를 쓰지 않는다. 그러므로 부호 비트를 사용하지 않아서 1바이트(8비트) (2^8) (0~255)를 온전히 사용할 수 있다는 점이다.

ps. C 언어 표준에서는 char의 부호가 정해져 있지 않다. 하지만 C언어는 오래된 언어이기 때문에 관례가 있다. 동시에 제약이 없는 언어이니까 하면 안 되는 것들을 하는 것도 허용이 된다. 비교적 최근에 나온 언어들은 설계 단계부터 하지 말아야 할 것은 철저하게 금지하는 방향으로 개발되었다.

-> 함수의 인자로 void*를 받고 메모리에 접근하기 위해서는 unsigned int *를 사용하여 안전하게 메모리 주소값을 처리하자.

void ft_bzero(void *s, size_t n)
{
    unsigned char   *start_ptr;
    
    start_ptr = (unsigned char *)s;
    .
    .
    .
}

const char *p VS char *const p

우선 const는 불변을 의미한다. 상수!

const char *p

const (char *)p 포인터 p의 자료형은 const char이다. 포인터 p의 자료형은 상수 char이다. 포인터 p는 char인 데 값을 바꿀 수 없다.

포인터지만 안에 값을 바꿀 자격은 없다.

int main(void)
{
    char str[20] = "Swift";
    const char *char_ptr = str;

    *(char_ptr + 1) = 'C' //에러
    *char_ptr++; // 포인터이므로 당연히 가능하다.
}

char *const p

(char *)const p 상수 p는 char 형을 가르킨다. 상수 p는 char 형 포인터이다. char 형을 가리키는 주소값이 상수이다.

한 주소값만 바라보는 해바라기

int main(void)
{
    char str[20] = "Swift";
    const char *char_ptr = str;

    *(char_ptr + 1) = 'C' // 가능하다. 
    *char_ptr++; // 해바라기므로 에러
}

const char *const p

값도 못바꾸고 주소값도 못 바꾼다.

size_t 자료형

문자열이나 메모리 사이즈를 나타낼 때 사용하는데

(C99 표준) ‘이론상 가장 큰 사이즈를 담을 수 있는 unsigned 데이터 타입’으로 정의 되어 있다.

운영체제가 32비트냐 64비트냐에 따라 size_t는 부호가 없는 32비트 자료형 정수, 부호가 없는 64비트 자료형 정수로 정의 된다.

unsigned int는 4,294,967,295까지 표현한다. (바람의 나라 최대 경험치는 42.9억이다.)

향후 등장할지도 모르는 128비트 머신이라던가 더 큰 머신이 존재한다면 그에 따라 더 큰 사이즈가 될 것이다.

함수 포인터

함수의 주소를 담은 포인터 변수(4바이트)

정적 할당, 동적 할당

정적 할당

메모리 할당 방법 중에 하나로, 프로그램 실행의 시작부분에서 필요한 만큼 미리 기억공간을 할당 받고 시작하는 것을 의미한다.

  • 장점: 메모리 누수와 같은 문제를 신경쓰지 않아도 된다. 정적 할당된 메모리는 실행 도중에 해제되지 않고, 프로그램이 종료할 때 알아서 운영 체제가 회수한다.
  • 단점: 메모리의 크기가 하드 코딩되어 있어서 나중에 조절 할 수 없다. 스택에 할당된 메모리이므로 동적 할당에 비해 할당 받을 수 있는 최대 메모리에 제약을 받는다.

동적할당

실행 시간 동안 사용할 메모리 공간을 할당하는 것을 말한다. 사용이 끝나면 운영체제가 쓸 수 있도록 반납하고 다음에 요구가 오면 재 할당을 받을 수 있다.

동적 할당은 프로세스의 힙영역에서 할당하므로 프로세스가 종료되면 운영 체제에 메모리 리소스가 반납되므로 해제된다.

그러나 프로세스가 계속 실행될 때에는 동적할당 된 영역은 유지되므로 프로그램이 정해진 힙 영역의 크기를 넘는 메모리 할당을 요구하면 할당되지 않는다. 따라서 사용이 완료된 영역은 반납하는 것이 유리한데, 프로그래머가 함수를 사용해서 해제해야 한다.(free)

  • 장점: 상황에 따라 원하는 크기만큼의 메모리가 할당되므로 경제적이며, 이미 할당된 메모리라도 언제든지 크기를 조절할 수 있다.

  • 단점: 더 이상 사용하지 않을 때 명시적으로 메모리를 해제해 주어야 한다.

할당 - malloc 해제 - free

null가드

tmp = (char *)malloc(sizeof(char) * size)
if (!tmp)
    return (0);

libft에서 malloc을 사용하는 함수들에 널가드를 해줘야할까?

두 경우 모두 과제의 점수에 있어서 영향을 주지는 않는다.

하지만 추후 구현해놓은 함수를 사용하면서 segment fault가 떠서 어디가 잘못됐는지 확인할 수 있는 것이 좋다면 널가드를 해주지 않아도 되고 segment fault가 안 뜨는게 안정성에 좋다고 생각하면 해줘도 된다.

사담

금방 할 줄 알았던 libft 결국 3일동안 몰두했다. 모든 함수를 완벽하게 구현했다고 생각하지 않는다. 하지만 구현하면서 배웠던 지식 특히 노드를 구현하면서 좀 더 발전할 수 있었기에 뿌듯했던 시간이었다. 7월 27일까지 수명이 늘어났다. 남은 기간 CS공부도 꾸준히하고 코테 준비도 꾸준히하고 프로젝트도 잘 마무리하고 싶다. 너무 조급하지 말자. 다만 매 순간 최선을 다하자.