C++ 정리 - 23 (참조 변수,참조 변수의 선언,함수 매개변수로서의 참조,참조의 특성,lvalue,구조체에 대한 참조,참조를 리턴할 때 주의할 점)

참조 변수

참조(reference)는 미리 정의된 어떤 변수의 실제 이름 대신 쓸 수 있는 대용 이름이다. 참조의 주된 용도는 함수의 형식 매개변수에 사용하는 것. 참조를 매개변수로 사용하면, 그 함수는 복사본 대신 원본 데이터를 가지고 작업함

 

참조 변수의 선언

c와 c++은 변수의 주소를 나타내기 위해 & 기호를 사용

int rats;

int & rodents=rats; // rodents를 rats의 대용 이름으로 만듬

rats와 rodents는 같은 값과 같은 주소를 가지고 있음

 

참조는 만들 때 반드시 초기화를 해야 하고, 일단 어떤 특정 변수에 연결되면 그것을 고수해야 함

int rats=101;

int & rodents=rats;

int bunnies=50;

rodents=bunnies; // rats=bunnies와 같음

 

함수 매개변수로서의 참조

 

값으로 전달 -> 두 개의 변수, 두 개의 이름

void sneezy(int x);

int main()

{

int times=20;

sneezy(times); //times라는 변수를 만들고 값 20 대입

...

}

void sneezy(int x) // x라는 변수를 만들고 전달된 값 20 대입

{

...

}

 

참조로 전달 -> 한 개의 변수, 두 개의 이름

void grumpy(int &x);

int main()

{

int times=20;

grumpy(times);

...

}

void grumpy(int &x)

{

...

}

 

참조의 특성

함수에 전달하는 정보를 그 함수가 변경하지 않고 사용만 하도록 하려면, 상수 참조를 사용해야 함

double refcube(const double &ra);

 

ra가 어떤 변수의 대용 이름이라면, 그 변수를 실제 매개변수로 사용해야 한다. 따라서 다음과 같은 코드는 잘못됨.

double z=refcube(x+3.0);

 

임시 변수, 참조 매개변수, const

c++은 실제 매개변수와 참조 매개변수가 일치하지 않을 때 임시 변수 생성 가능. 최근의 c++은 매개변수가 const 참조일 경우에만 이것을 허용

 

참조 매개변수가 const일 경우, 컴파일러는 다음과 같은 두 가지 상황에서 임시 변수를 생성함.

1. 실제 매개변수가 올바른 데이터형이지만 lvalue가 아닐 때

2. 실제 매개변수가 잘못된 데이터형이지만 올바른 데이터형으로 변환할 수 있을 때

 

lvalue 매개변수는 참조가 가능한 데이터 객체이다.

예를 들어 변수, 배열의 원소, 구조체의 멤버, 참조 또는 역참조 포인터는 lvalue이다.

c에서 lvalue는 본래 대입문 왼편에 나타날 수 있는 독립체들을 의미했으나, 지금은 일반 변수와 const변수 모두 주소에 의해 접근이 가능하므로 lvalue로 고려될 수 있다.

 

double refcube(const double &ra)

{

return ra*ra*ra;

}

 

double side=3.0;

double *pd=&side;

double &rd=side;

long edge=5L;

double lens[4]={2.0,5.0,10.0,12.0};

double c1=recube(side); //ra는 side

double c2=recube(lens[2]);//ra는 lens[2]

double c3=recube(rd);//ra는 rd이며 side

double c4=recube(*pd);//ra는 *pd이며 side

double c5=recube(edge);//ra는 임시 변수

double c6=recube(side+10.0);//ra는 임시 변수

 

매개변수 side, lens [2], rd,*pd는 이름을 가지고 있는 double형 데이터 객체이다. 따라서 참조 매개변수로 생성 가능

edge는 변수지만 데이터형이 일치하지 않는다

매개변수 7.0과 side+10.0은 데이터형은 일치하지만, 이름을 가지고 있는 데이터 객체가 아니다.

이러한 경우, 컴파일러는 익명의 임시 변수를 만들고, ra로 하여금 그것을 참조하게 함. 임시 변수는 함수가 호출되어있는 동안 유지되지만, 그 후 컴파일러는 임시 변수 삭제 가능

 

ex)

void swapr(int &a,int &b)

{

int temp;

temp=a;

a=b;

b=temp;

}

 

long a=3,b=5;

swapr(a,b);

데이터형이 일치하지 않으므로, 컴파일러는 두 개의 int형 임시 변수를 만들고 그것들을 3과 5로 초기화한 후 임시 변수의 내용을 서로 교환. 즉 a와 b는 교환되지 않음

 

기본적으로, 형식 매개변수가 const 참조로 되어있는 함수는, 데이터형이 일치하지 않는 매개변수를 전달받았을 때, 정보를 값으로 전달받는 전통적인 방식을 따름.

 

구조체에 대한 참조

구조체에 대한 참조를 사용하는 방법은, 구조체 매개변수를 선언할 때 참조 연산자 &를 앞에 붙이면 된다.

 

struct free_throws

{

std::string name;

int made;

int attemps;

float percent;
};

 

void set_pc(free_throws & ft);

void display(const free_throws &ft);

 

참조를 리턴하는 이유

참조를 리턴하지 않을 경우

double m=sqrt(16.0);

cout<<sqrt(25.0);

 

1. 첫 번째 구문에서 결과 값인 4.0은 임시 장소에 복사됨

2. 임시 장소에 있는 그 값은 m으로 복사됨

 

1. 두 번째 구문에서 결과 값인 5.0은 임시 장소에 복사됨

2. 그 임시 장소의 내용들이 cout로 전달됨.

 

dup=accumulate(team,five);

만약 accumulate()가 구조체 자체를 리턴할 경우, 전체 구조체를 임시 장소에 복사하고, 그 복사한 것을 dup에 복사할 것이다. 그러나, 참조를 리턴으로 사용할 경우, team은 직접적으로 dup에 복사되기 때문에 보다 효율적인 방법이 될 수 있다.

 

참조를 리턴할 때 주의할 점

함수가 종료될 때 수명이 함께 끝나는 메모리 위치에 대한 참조를 리턴하지 않도록 조심해야 함

const free_throws & clone2(free_throws &fit)

{

free_throws newguy;

newguy=ft;

return newguy;

}

이 문제를 피하는 가장 간단한 방법은, 함수에 매개변수로 전달된 참조를 리턴하는 것.

 

새로운 저장소를 생성하기 위한 두 번째 방법은 new를 사용하여 새로운 기억 공간을 만드는 것, 참조를 사용하여 이와 비슷한 일을 처리하는 방법

const free_throws & clone(free_throws &ft)

{

free_throws *pt;

*pt=ft;

return *pt;

}

 

참조를 리턴할 때 const를 사용하는 이유

accumulate 함수가 참조를 리턴한다고 하자.

accumulate(dup,five)=four;

대입을 하려면 좌측에 수정 가능한 lvalue가 필요, 이 경우 accumulate함수가 참조 변수를 dup에 돌려보내는데 이것이 수정될 수 있는 메모리 블록을 식별하기 때문에 유효함.

 

반면, 일반 리턴 타입은 rvalue로서, 주소로 접속 불가

 

리턴형을 상수 참조로 만들기

const free_throws &accumulate(free_throws & target,const free_throws &source);

리턴형이 const이므로 변경 불가능한 lvalue;

 

어떤 함수에 대한 공식 매개변수가 const free_throws & 일 경우 function(accumulate(team,two)); 과 같은 구문 허용