[C++] Reference(참조자)

📌 1. Reference(참조자) 개념

• C 언어의 포인터와 유사한 개념으로 어떠한 변수를 가리킬 때 사용하는 방법

• 레퍼런스를 선언할 때는 가리키고 싶은 변수 타입 뒤에 &를 붙이면 된다. (ex. int형 변수의 레퍼런스의 경우 int&)

• 레퍼런스는 변수에 별명을 추가하는 것으로 생각하면 된다. 아래 예시의 경우, a_ref는 변수 a의 별명이 되는 것이다.

예시

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    
    int a = 5;
    int& a_ref = a;

    cout << a << endl;
    cout << a_ref << endl;

    return 0;
    
}

결과

5
5

• 레퍼런스를 선언할 때 어떤 변수를 반드시 참조해야 된다.

  int& a_ref; (X)
  int& a_ref = a; (O)

• 상수에 대한 레퍼런스를 선언할 때는 자료형 앞에 const를 붙여 이용하면 된다.

  int& ref = 10; (X)
  const int& ref = 10; (O)

• 레퍼런스의 배열은 불가능하지만 배열의 레퍼런스는 가능하다.

  • 레퍼런스의 배열의 경우, 배열의 원소에 접근할 때 주소값으로 변환이 될 수 있어야 하는데, 그 의미는 해당 원소가 메모리 상에서 존재한다는 의미이기 때문에 메모리 상에서 공간을 차지하지 않을 수 있는 레퍼런스와 모순이 된다.

  • 배열의 레퍼런스를 선언할 때는 아래와 같이 참조하는 배열의 크기와 알맞게 명시해야 한다.

    int arr1[3] = {1, 2, 3};
int(&ref1)[3] = arr1;

    int arr2[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int(&ref2)[5] = arr2;

📌 2. 레퍼런스와 함수

(1) 함수가 레퍼런스를 리턴할 때

int& func() {
    int a = 1;
    return a;
}

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

위의 경우에는 오류가 발생한다.
Why? int b = func();의 부분에서 func() 안의 a는 함수의 리턴과 동시에 사라지기 때문에 func()이 반환하는 레퍼런스가 참조의 대상을 잃게 되어 Dangling Reference가 되기 때문이다.

int& func(int& a) {
    a = 1;
    return a;
}

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

하지만 위의 경우, func() 안의 a는 main 안의 b를 참조하고 있기 때문에 func()이 반환하는 레퍼런스는 프로그램 종료 전까지 b를 계속 참조하고 c는 현재 b의 값을 복사한다.

(2) 함수가 레퍼런스가 아닌 값을 리턴하는데 레퍼런스 변수로 받을 때

int func() {
    int a = 1;
    return a;
}

int main() {
    int& b = func();
    return 0;
}

위의 경우에도 int& b = func();에서 func()의 a가 리턴과 동시에 사라지기 때문에 b는 Dangling Reference가 된다.

int func() {
    int a = 1;
    return a;
}

int main() {
    const int& b = func();
    return 0;
}

하지만 const키워드를 통해 상수 레퍼런스로 받게 될 경우 함수의 리턴값이 레퍼런스가 사라질 때까지 계속 남아있다.

- 총정리

	함수에서 값 리턴 (int f())	함수에서 참조자 리턴 (int& f())
값 타입으로 받음 (int a = f())	값 복사됨	값 복사됨 (지역 변수의 레퍼런스를 리턴하지 않도록 주의)
참조자 타입으로 받음 (int& a = f())	컴파일 오류	가능 (지역 변수의 레퍼런스를 리턴하지 않도록 주의)
상수 참조자 타입으로 받음 (const int& a = f())	가능	가능 (지역 변수의 레퍼런스를 리턴하지 않도록 주의)

출처: 모두의 코드