[C++] 참조자

레퍼런스(Reference)

• C언어에서는 어떠한 변수를 가리키고 싶을 땐 반드시 포인터를 사용
• 하지만, C++에서는 다른 변수나 상수를 가리키는 방법으로 참조자라는 또다른 방식을 제공

#include <iostream>

int main()
{
    int a = 3;
    int& anotherA = a;
    
    anotherA = 5;
    std::cout << "a : " << a << std::endl;
    std::cout << "anotherA : " << anotherA << std::endl;
    
    return 0;
}
output
a : 5
anotherA : 5

• a의 참조자 antoherA를 정의함
  • 가리키고자 하는 타입 뒤에 &를 붙이면 된다.
• anotherA는 a의 또다른 이름이라고 컴파일러에게 알려주는 것
  • anotherA에 어떠한 작업을 수행하든 사실상 a에 그 작업을 하는 것

포인터와의 차이점

• 레퍼런스는 포인터와 상당히 유사하지만 레퍼런스는 몇가지 중요한 차이점이 있다.

레퍼런스는 반드시 처음에 누구의 별명이 될 것인지 지정

• 레퍼런스는 정의 시에 반드시 누구의 별명인지 명시해야 함

int& anotherA; // 불가능

• 위 문장은 불가능함. 하지만 포인터의 경우

int* p;

• 전혀 문제가 없음

레퍼런스가 한 번 별명이 되면 절대로 다른 이의 별명이 될 수 없다.

• 레퍼런스는 한 번 어떤 변수를 가리키게 되면 더 이상 다른 변수를 참조할 수 없다.

int a = 10;
int& anotherA = a;

int b = 3;
anotherA = b // a = b

• anotherA에 a를 참조하라고 한 이후 antoherA에 대입 연산을 하는 순간 a = b가 된다.

레퍼런스는 메모리 상에 존재하지 않을  수 있다.

• 하지만 포인터는 메모리가 존재

상수에 대한 참조자

#include <iostream>

int main() 
{
    int &ref = 4; // 컴파일 에러

    std::cout << ref << std::endl;
}

• 레퍼런스로 상수를 가리키는 것은 C++ 문법에 올바르지 않다.
  • 리터럴을 수정할 수 없기 때문
• 대신 아래와 같은 방법으로 참조할 수 있음

const int& ref = 4;

• 상수 참조자로 선언한다면 리터럴도 참조할 수 있다.

배열 레퍼런스

• 레퍼런스는 반드시 정의와 함께 초기화를 해줘야함

int a, b;
int& arr[2] = {a, b}; // 컴파일 오류

• 레퍼런스의 배열은 C++ 문법 상 불법이다.
• C++에서 배열의 이름은 첫 번째 원소의 주소값으로 변환이 될 수 있어야 함
  • 이 때문에 arr[1]과 같은 문장이 *(arr + 1)로 바뀌어 처리될 수 있음
• 또한, 주소값이 존재한다는 의미는 해당 원소가 메모리 상에 존재한다는 의미와 같음
  • 레퍼런스는 특별한 경우가 아닌 이상 메모리 상에서 공간을 차지 하지 않음
  • 이 모순으로 인해 레퍼런스 배열을 정의하는 것은 언어 차원에서 금지되고 있음
• 레퍼런스들의 배열이 불가능하지만 배열들의 레퍼런스는 가능

#include <iostream>

int main()
{
    int arr[3] = {1, 2, 3};
    int (&ref)[3] = arr;
    
    ref[0] = 2;
    ref[1] = 3;
    ref[2] = 1;
    std::cout << arr[0] << arr[1] << arr[2] << std::endl;
    return 0;
}
output
231

• ref가 arr을 참조하도록 하였음
• 따라서 ref[0]부터 ref[2]가 각각 arr[0]부터 arr[2]의 레퍼런스가 된다.
• 포인터와는 다르게 배열의 레퍼런스의 경우 참조하기 위해선 반드시 배열의 크기를 명시해야 함

레퍼런스를 리턴하는 함수

int& function(int& a)
{
    a = 5;
    return a;
}

int main()
{
    int b = 2;
    int c = function(b);
    return 0;
}

• function은 인자로 받은 레퍼런스를 그대로 리턴하고 있다.
• function(b)를 실행한 시점에서 a는 main의 b를 참조하고 있게 된다.
  • 따라서 function이 반환한 참조자는 아직 살아있는 변수인 b를 계속 참조 함

참조자가 아닌 값을 리턴하는 함수를 참조자로 받기

#include <iostream>

int function() 
{
    int a = 5;
    return a;
}

int main() 
{
    const int& c = function();
    std::cout << "c : " << c << std::endl;
    return 0;
}
output
c : 5

• 함수의 리턴값은 스코프에서 나오게 된다면 소멸되는 것이 정상
  • 따라서 int&로 받았을 때에는 컴파일 자체가 되지 않음
• 하지만 예외적으로 상수 레퍼런스로 반환 받게 된다면 해당 리턴 값의 수명이 연장된다.
  • 연장되는 기간은 레퍼런스가 사라질 때 까지

 

 

 

출처

https://modoocode.com/141

씹어먹는 C++ - <2. C++ 참조자(레퍼런스)의 도입>