C++ 참조(References) 사용법

C++에서 참조는 특정 변수에 대한 별칭을 제공하는 기능입니다. 참조를 사용하면 포인터보다 간결하고 직관적인 코드를 작성할 수 있습니다. 이번 포스트에서는 참조와 포인터의 기본 개념과 사용법을 다양한 예제를 통해 살펴보겠습니다.

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main()
{
    // 첫 번째 블록: 참조와 포인터 기본 사용법
    {
        int num0 = 10; // 정수형 변수 선언 및 초기화
        int& num1 = num0;  // num0에 대한 참조 선언
        int* num2 = &num0; // num0에 대한 포인터 선언

        cout << num0 << endl;  // 10 출력
        cout << num1 << endl;  // 10 출력
        cout << *num2 << endl; // 10 출력
        cout << endl;

        num0 = 20; // num0 값 변경
        cout << num0 << endl;  // 20 출력
        cout << num1 << endl;  // 20 출력
        cout << *num2 << endl; // 20 출력
        cout << endl;

        num1 = 30; // num1 값 변경 (num0 값 변경)
        cout << num0 << endl;  // 30 출력
        cout << num1 << endl;  // 30 출력
        cout << *num2 << endl; // 30 출력
        cout << endl;

        *num2 = 40; // 포인터를 통해 num0 값 변경
        cout << num0 << endl;  // 40 출력
        cout << num1 << endl;  // 40 출력
        cout << *num2 << endl; // 40 출력
        cout << endl;
    }
    
    // 두 번째 블록: 참조의 고정성
    {
        int num0 = 10; // 정수형 변수 선언 및 초기화
        int& num1 = num0; // num0에 대한 참조 선언

        int num2 = 20; // 또 다른 정수형 변수 선언 및 초기화

        // num1에 num2를 대입하면 num0의 값이 num2의 값으로 변경됨
        num1 = num2; // num1은 여전히 num0을 참조하고 있음
        // num1 = num2;는 num1이 가리키는 값을 num2의 값으로 변경하는 것을 의미함
    }
    
    // 세 번째 블록: 벡터 참조와 포인터
    {
        vector<int> vec0; // 벡터 선언
        vector<int>& vec1 = vec0;  // 벡터 참조 선언
        vector<int>* vec2 = &vec0; // 벡터 포인터 선언
        // vec1은 vec0을 참조하고, vec2는 vec0의 주소를 가리킴
    }
    
    // 네 번째 블록: 동적 메모리 할당과 참조
    {
        int* num0 = new int(12); // 동적으로 메모리 할당 및 초기화
        int& num1 = *num0; // 동적 메모리를 참조하는 레퍼런스 선언

        cout << num0 << endl; // 포인터 주소 출력
        cout << num1 << endl; // 12 출력 (할당된 값)

        delete num0; // 동적 메모리 해제

        // 해제된 메모리를 참조하면 위험
        // cout << num1 << endl; // 해제된 메모리 접근 시도 (위험)
    }
    
    // 다섯 번째 블록: 상수 포인터와 참조의 유사성
    {
        int num0 = 10; // 정수형 변수 선언 및 초기화
        int& num1 = num0; // num0에 대한 참조 선언
        int* const num2 = &num0; // num0에 대한 상수 포인터 선언

        int num3 = 20; // 또 다른 정수형 변수 선언 및 초기화

        // 상수 포인터는 참조처럼 초기화 후 가리키는 대상을 변경할 수 없음
        // num2 = &num3; // 컴파일 오류 발생
    }
}

1. 참조와 포인터 기본 사용법

첫 번째 블록에서는 참조와 포인터의 기본 사용법을 보여줍니다.

{
    int num0 = 10; // 정수형 변수 선언 및 초기화
    int& num1 = num0;  // num0에 대한 참조 선언
    int* num2 = &num0; // num0에 대한 포인터 선언

    cout << num0 << endl;  // 10 출력
    cout << num1 << endl;  // 10 출력
    cout << *num2 << endl; // 10 출력
    cout << endl;

    num0 = 20; // num0 값 변경
    cout << num0 << endl;  // 20 출력
    cout << num1 << endl;  // 20 출력
    cout << *num2 << endl; // 20 출력
    cout << endl;

    num1 = 30; // num1 값 변경 (num0 값 변경)
    cout << num0 << endl;  // 30 출력
    cout << num1 << endl;  // 30 출력
    cout << *num2 << endl; // 30 출력
    cout << endl;

    *num2 = 40; // 포인터를 통해 num0 값 변경
    cout << num0 << endl;  // 40 출력
    cout << num1 << endl;  // 40 출력
    cout << *num2 << endl; // 40 출력
    cout << endl;
}

• 참조와 포인터를 사용하여 동일한 변수를 가리키고 값을 변경합니다.
• 참조와 포인터 모두 원래 변수를 간접적으로 접근할 수 있게 합니다.

2. 참조의 고정성

두 번째 블록에서는 참조가 초기화 후 다른 변수를 가리킬 수 없음을 보여줍니다.

{
    int num0 = 10; // 정수형 변수 선언 및 초기화
    int& num1 = num0; // num0에 대한 참조 선언

    int num2 = 20; // 또 다른 정수형 변수 선언 및 초기화

    // num1에 num2를 대입하면 num0의 값이 num2의 값으로 변경됨
    num1 = num2; // num1은 여전히 num0을 참조하고 있음
    // num1 = num2;는 num1이 가리키는 값을 num2의 값으로 변경하는 것을 의미함
}

• 참조는 초기화될 때 가리키는 변수가 고정되며, 다른 변수를 가리킬 수 없습니다.
• 참조 변수에 다른 변수를 대입하면, 참조가 가리키는 변수의 값이 변경됩니다.

3. 벡터 참조와 포인터

세 번째 블록에서는 벡터를 참조와 포인터로 다루는 방법을 설명합니다.

{
    vector<int> vec0; // 벡터 선언
    vector<int>& vec1 = vec0;  // 벡터 참조 선언
    vector<int>* vec2 = &vec0; // 벡터 포인터 선언
    // vec1은 vec0을 참조하고, vec2는 vec0의 주소를 가리킴
}

• 참조와 포인터를 사용하여 벡터를 가리킬 수 있습니다.
• 참조는 벡터의 별칭 역할을 하며, 포인터는 벡터의 주소를 가리킵니다.

4. 동적 메모리 할당과 참조

네 번째 블록에서는 동적 메모리 할당과 참조의 사용법을 설명합니다.

{
    int* num0 = new int(12); // 동적으로 메모리 할당 및 초기화
    int& num1 = *num0; // 동적 메모리를 참조하는 레퍼런스 선언

    cout << num0 << endl; // 포인터 주소 출력
    cout << num1 << endl; // 12 출력 (할당된 값)

    delete num0; // 동적 메모리 해제

    // 해제된 메모리를 참조하면 위험
    // cout << num1 << endl; // 해제된 메모리 접근 시도 (위험)
}

• 동적 메모리를 할당하고 이를 참조하는 레퍼런스를 선언합니다.
• 할당된 메모리를 해제한 후 참조를 사용하면 정의되지 않은 동작이 발생할 수 있습니다.

5. 상수 포인터와 참조의 유사성

다섯 번째 블록에서는 상수 포인터와 참조의 유사성을 설명합니다.

{
    int num0 = 10; // 정수형 변수 선언 및 초기화
    int& num1 = num0; // num

0에 대한 참조 선언
    int* const num2 = &num0; // num0에 대한 상수 포인터 선언

    int num3 = 20; // 또 다른 정수형 변수 선언 및 초기화

    // 상수 포인터는 참조처럼 초기화 후 가리키는 대상을 변경할 수 없음
    // num2 = &num3; // 컴파일 오류 발생
}

• 상수 포인터는 초기화된 후 다른 변수를 가리킬 수 없기 때문에 참조와 유사한 동작을 합니다.
• 상수 포인터는 참조와 달리 포인터 연산을 사용할 수 있습니다.