Reference의 성질

1. 기본정의

포인터와는 다르게 Reference는 변수에 별명을 하나 더 추가하는 식 따라서 초기화 할 때 대상을 필수로 지정해주어야 하며 바꿀 수 없다

몇 가지의 법칙이 있는데

1. Reference는 메모리 상에 존재하지 않을 수도 있다
2. Reference의 Reference는 만들 수 없다(&&는 불가능)
3. Reference의 배열은 있을 수 없다
4. Reference의 포인터는 있을 수 없다

       

2. Reference 배열

위의 법칙에 따라서 Reference로 이루어진 배열은 있을 수 없다

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

하지만 배열을 Reference로 받을 수는 있다.

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
	int arr[3] = { 1, 2, 3 };
	int(&ref)[3] = arr;		//괄호를 추가해서 배열의 Reference를 만듦
	std::cout << ref[0] << ref[1] << ref[2] << std::endl;

	ref[0] = 10;
	ref[1] = 20;
	ref[2] = 30;
	std::cout << ref[0] << ref[1] << ref[2] << std::endl;

	return 0;
}

이 때 int (&ref)[3]의 reference는 int형의 크기가 3인 배열만 받을 수 있다. 만약 int (&ref)[5]라면 int형의 크기가 5인 배열만 받을 수 있다

       

3. 상수값(literal)을 받는 Reference

3-1. 상수값을 Reference로 받는 방법

Reference형으로 리터럴을 받게 되면 오류가 발생한다

int& ref = 10;
string& refStr = "Hello";

해당 코드는 오류가 난다

왜냐하면 reference형으로 받게되면 수정이 가능하다는 뜻이고 위의 코드의 경우 상수 10, 또는 문자열 Hello가 있는 Data 공간을 수정할 수 있게된다는 뜻이다.

따라서 리터럴은 Reference로 받을 수 없다
하지만 const & 형으로는 상수값도 받을 수 있다

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
	const int& ref = 10;
	const string& refStr = "Hello";

	return 0;
}

위의 코드와 같이 const 를 붙여주면 값을 변경할 수 없게되어서 컴파일에러가 발생하지 않게 됨

참고) RValue를 일반 Lvalue Reference 받기

문자열 상수, 또는 일반 정수 상수 같은 경우는 전부 Rvalue다
같은 맥락으로 객체의 임시변수도 받을 수 있다
결국 Lvalue 와 Rvalue 모두 const & 형에서는 받을 수 있다
하지만 const기 때문에 받아온 변수를 수정할 수 없고 결국 이동연산을 할 수 없다
그렇기 때문에 Move Semantics이 있고 이동연산자가 있는 것

3-2. 함수의 Return값을 받는 방법

const &형의 또다른 특징으로는 함수의 상수 return 값을 받을 수 있다는 점이다.

일반 상수값을 Return 하는 함수를 단순 Reference로는 받을 수 없다

기본적으로는 함수에서 상수값을 return 한다면 복사로 전달됨 복사된 값은 임시객체의 형식으로 해당 줄에서만 생존하기 때문에 Reference로 받게 되면 Dangling Reference가 된다

const & 사용 시의 함수의 일반 상수도 받을 수 있다

const &형을 사용하게되면 예외로 함수의 Return 값의 생명이 연장된다. 해당 생명은 Reference 함수가 사라질 때까지 연장됨

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int Func()
{
	return 100;
}

int main()
{
	//int& ref = Func();		//에러발생
	const int& ref = Func();	//정상작동

	cout << ref;
	return 0;
}

       

4. Casting Reference

Reference를 Casting 할 수 있다

4-1. static_cast

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

class Base {};

class Derived : public Base {};

int main()
{
	Derived d;
	Base& br = d;
	Derived& dr = static_cast<Derived&>(br);
	
	return 0;
}

4-2. dynamic_cast

pointer의 dynamic_cast와 차이점이 있다

pointer의 dynamic_cast의 경우 실패하면 null을 return 한다 reference의 dynamic_cast의 경우 실패하면 bad_cast 예외를 발생시킨다

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

class Base 
{
	virtual void func() {}
};

class Derived : public Base {};

int main()
{
	Derived d;
	Base& br = d;
	
	try
	{
		Derived& dr = dynamic_cast<Derived&>(br);
	}
	catch (const std::bad_cast& e)
	{
		//...
	}
	
	
	return 0;
}

4-3. const_cast

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
	const int& cref = 5;
	int& ref = const_cast<int&>(cref);
	ref = 15;
	
	return 0;
}

   

4-4. reinterpret_cast

reinterpret_cast 참고

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;

int main()
{
	int i = 15;
	int& iref = i;

	//int의 bit를 char변수에다 밀어넣는 행위
	char& cref = reinterpret_cast<char&>(iref);

	return 0;
}