C언어는 정적(static) 메모리만 사용하는 언어가 아니다.

실행 중에 필요한 만큼 메모리를 직접 요청하고 해제할 수 있는 기능, 즉 동적 메모리 할당도 지원한다.

이를 통해 배열의 크기를 런타임에 정하거나, 메모리를 효율적으로 활용할 수 있게 된다.

1. 왜 동적 메모리가 필요한가?

보통 배열은 선언할 때 크기를 고정해야 한다.

int arr[10];  // 크기 10 고정

하지만 입력받은 값에 따라 배열 크기가 달라질 수 있다면..?

이럴 땐 미리 크기를 정할 수 없기 때문에 동적으로 메모리를 할당해야 한다.

동적할당이 꼭 정답은 아니다. 경우에 따라서 입력받을 사이즈를 제한하면서 시스템을 운영하는 것이, 오히려 안정적이고 적절할 수 있다.

2. malloc: 메모리 할당 함수

가장 기본적인 메모리 할당 함수는 malloc()이다.

int *arr = (int *)malloc(sizeof(int) * 5);

• sizeof(int) → int 하나의 크기 (보통 4바이트)
• * 5 → int 5개 공간 확보
• malloc()은 void * 형이므로 형변환 필요

if (arr == NULL) {
    printf("메모리 할당 실패\n");
}

malloc()은 할당에 실패하면 NULL을 반환하므로 꼭 체크해야 한다.

3. calloc: 초기화된 메모리 할당

int *arr = (int *)calloc(5, sizeof(int));

• calloc()은 malloc()과 달리 0으로 초기화된 메모리를 할당해준다.
• 인자 순서: 요소 개수, 자료형 크기

속도 때문인지, 현업에서는 calloc보다는 malloc위주로 사용한다. 아무래도 초기화를 하면, 그만큼 처리하는 시간은 늘어난다.

4. realloc: 메모리 크기 재조정

arr = (int *)realloc(arr, sizeof(int) * 10);

• realloc()은 이미 할당된 메모리 크기를 늘리거나 줄일 때 사용
• 내부적으로 새 공간을 확보하고, 기존 데이터를 복사해줌

5. free: 메모리 해제

동적으로 할당한 메모리는 반드시 사용 후 해제해줘야 한다.

free(arr);

• free()를 하지 않으면 프로그램이 종료돼도 메모리가 남아 있게 되고, 메모리 누수(leak) 발생 가능
• free() 후에는 포인터를 NULL로 초기화하는 습관도 좋다

free(arr);
arr = NULL;

6. 간단 예제

int n;
printf("몇 개의 정수를 입력할까요? ");
scanf("%d", &n);

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

if (nums == NULL) {
    printf("메모리 할당 실패\n");
    return 1;
}

// 값 입력
for (int i = 0; i < n; i++) {
    printf("%d번째 정수 입력: ", i + 1);
    scanf("%d", &nums[i]);
}

// 출력
printf("입력된 값들: ");
for (int i = 0; i < n; i++) {
    printf("%d ", nums[i]);
}

free(nums);

이 예제는 사용자 입력을 기반으로 동적 배열을 만들고 처리한 뒤, 마지막에 free()로 메모리를 해제한다.

실무에서 굉장히 흔하게 쓰이는 패턴이다.

7. malloc vs calloc vs realloc 요약

8. 동적 메모리에서 주의할 점

• malloc() 후 NULL 체크는 필수
• free()를 꼭 해줘야 함
• 할당 후 사용하지 않거나, 해제 후 다시 쓰면 미정의 동작(undefined behavior) 발생
• 포인터 복사 시 얕은 복사 vs 깊은 복사 개념도 유의해야 함

코멘트

동적 메모리는 포인터와 함께 쓰이기 때문에 처음엔 어렵게 느껴질 수 있지만,

한 번 개념이 잡히면 메모리 효율과 유연한 프로그램 구조를 만들 수 있는 아주 강력한 도구가 된다.