Параметры-ссылки
Использование ссылок в качестве параметров модифицирует стандартный механизм передачи по значению. При такой передаче функция манипулирует локальными копиями аргументов. Используя параметры-ссылки, она получает l-значения своих аргументов и может изменять их.
В каких случаях применение параметров-ссылок оправданно? Во-первых, тогда, когда без использования ссылок пришлось бы менять типы параметров на указатели (см. приведенную выше функцию swap()). Во-вторых, при необходимости вернуть из функции несколько значений. В-третьих, для передачи большого объекта типа класса. Рассмотрим два последних случая подробнее.
Как пример функции, использующей параметр-ссылку для возврата дополнительного значения, возьмем look_up(), которая будет искать заданную величину в векторе целых чисел. В случае успеха look_up()
вернет итератор, указывающий на найденный элемент, иначе– на элемент, расположенный за конечным. Если величина содержится в векторе несколько раз, итератор будет указывать на первое вхождение. Кроме того, дополнительный параметр-ссылка occurs
возвращает количество найденных элементов.
#include <vector> // параметр-ссылка 'occurs' // содержит второе возвращаемое значение vector<int>::const_iterator look_up( const vector<int> &vec, int value, // искомое значение int &occurs ) // количество вхождений { // res_iter инициализируется значением // следующего за конечным элемента vector<int>::const_iterator res_iter = vec.end(); occurs = 0; for ( vector<int>::const_iterator iter = vec.begin(); iter != vec.end(); ++iter ) if ( *iter == value ) { if ( res_iter == vec.end() ) res_iter = iter; ++occurs; } return res_iter; |
}
Третий случай, когда использование параметра-ссылки может быть полезно, – это большой объект типа класса в качестве аргумента. При передаче по значению объект будет копироваться целиком при каждом вызове функции, что для больших объектов может привести к потере эффективности. Используя параметр-ссылку, функция получает доступ к той области памяти, где размещен сам объект, без создания дополнительной копии.
Например:
class Huge { public: double stuff[1000]; }; extern int calc( const Huge & ); int main() { Huge table[ 1000 ]; // ... инициализация table int sum = 0; for ( int ix=0; ix < 1000; ++ix ) // calc() ссылается на элемент массива // типа Huge sum += calc( tab1e[ix] ); // ... |
Может возникнуть желание использовать параметр-ссылку, чтобы избежать создания копии большого объекта, но в то же время не дать вызываемой функции возможности изменять значение аргумента. Если параметр-ссылка не должен модифицироваться внутри функции, то стоит объявить его как ссылку на константу. В такой ситуации компилятор способен распознать и пресечь попытку непреднамеренного изменения значения аргумента.
В следующем примере нарушается константность параметра xx функции foo(). Поскольку параметр функции foo_bar() не является ссылкой на константу, то нет гарантии, что вызов foo_bar() не изменит значения аргумента. Компилятор сигнализирует об ошибке:
class X; extern int foo_bar( X& ); int foo( const X& xx ) { // ошибка: константа передается // функции с параметром неконстантного типа return foo_bar( xx ); |
Для того чтобы программа компилировалась, мы должны изменить тип параметра foo_bar(). Подойдет любой из следующих двух вариантов:
extern int foo_bar( const X& ); |
Вместо этого можно передать копию xx, которую позволено менять:
int foo( const X &xx ) { // ... X x2 = xx; // создать копию значения // foo_bar() может поменять x2, // xx останется нетронутым return foo_bar( x2 ); // правильно |
Параметр-ссылка может именовать любой встроенный тип данных. В частности, разрешается объявить параметр как ссылку на указатель, если программист хочет изменить значение самого указателя, а не объекта, который он адресует. Вот пример функции, обменивающей друг с другом значения двух указателей:
void ptrswap( int *&vl, int *&v2 ) { int *trnp = v2; v2 = vl; vl = tmp; |
Объявление
int *&v1;
должно читаться справа налево: v1
является ссылкой на указатель на объект типа int. Модифицируем функцию main(), которая вызывала rswap(), для проверки работы ptrswap():
#include <iostream> void ptrswap( int *&vl, int *&v2 ); int main() { int i = 10; int j = 20; int *pi = &i; int *pj = &j; cout << "Перед ptrswap():\tpi: " << *pi << "\tpj: " << *pj << endl; ptrswap( pi, pj ); cout << "После ptrswap():\tpi: " << *pi << "\tpj: " << pj << endl; return 0; |
Вот результат работы программы:
Перед ptrswap(): pi: 10 pj: 20
После ptrswap(): pi: 20 pj: 10