4.9 Ссылки

Ссылка (reference) по существу является неявным указателем. Она используется как другое имя объекта.

4.9.1 Параметры-ссылки

Если в языке C требовалось предоставить функции возможность из­менять значения своих переменных-аргументов, приходилось явным образом объявлять параметры как указатели. Тогда функция могла обрабатывать значения переданных перемен­ных, используя оператор *. Например, следующая программа реализует функцию swap(), обме­нивающую между собой значения двух аргументов целого типа:

#include <iostream.h>

void swap(int *a, int *b)

{

int t;

t = *a; *a = *b; *b = t;

}

int main()

{

int x=99, y=88;

cout << x << " " << у << "\n";

swap(&x, &y); // обмен значений

cout << x << " " << у << "\n";

return 0;

}

При вызове функции swap() перед подставляемыми в нее переменными должен стоять оператор взятия адреса &. Именно так реализуется передача по адресу в С. Хотя C++ позволяет подобный синтаксис, он поддерживает и более ясный, более прозрачный метод передачи по ссылке, ис­пользуя параметр типа ссылки (reference parameter). В таком случае при объявлении функ­ции перед параметром ставится знак амперсанта &. В качестве примера рассмотрим функцию:

void f(int &i)

{

i = rand(); // изменяет переданный аргумент

}

Обратим внимание, что инструкция

i = rand();

не использует оператор *. При объявлении параметра-ссылки компилятор C++ знает, что это неявный указатель, и обрабатывает его соответствующим образом. Всякий раз при вызове функ­ции f() ей автоматически передается адрес аргументов. Например, в следующем фрагменте кода

int i;

f(i); // i получает случайное значение

printf("%d", i);

адрес переменной i, а не значение этой переменной, передается функции f(). Благодаря этому функция f() может модифицировать значение переменной i. Обратим внимание, что при вызо­ве функции f() нет необходимости ставить оператор взятия адреса & перед переменной i. Ком­пилятор автоматически передает функции адрес переменной i.

Для того чтобы проиллюстрировать использование параметров ссылочного типа, мы перепи­шем функцию swap() с использованием ссылок. Обратим внимание, каким образом функция swap() объявляется и вызывается:

#include <iostream.h>

void swap(int &a, int &b)

{

int t;

t = a; a = b; b = t; }

int main()

{

int x=99, у=88;

cout << х << " " << у << "\n";

swap(x, у); // обмен значений

cout << х << " " << у << "\n";

return 0;

}

Еще раз отметим, что определив а и b как параметры ссылочного типа, мы не нуждаемся в ис­пользовании оператора взятия адреса & при вызове функции swap(), а также не используем опе­ратор * внутри функции swap(). На применение переменных ссылочного типа имеется ряд огра­ничений:

• Нельзя получить адрес переменной ссылочного типа.

• Нельзя создать массив ссылок.

• Нельзя создать указатель на ссылку.

• Ссылки на битовые поля не допускаются.

4.9.2 Передача ссылок на объекты

Как объяснялось в прошлой главе, когда объект передается функции как аргумент, создается копия объекта. Более того, при создании этой копии конструктор объекта не вызывается. Вместо этого делается точная копия объекта. Однако по окончании выполнения функции вызывается деструк­тор копии объекта. Если по каким-либо причинам нежелательно, чтобы создавалась копия объекта или чтобы вызывался деструктор, то следует передать объект в функцию по ссылке. При передаче по ссылке копия объекта не создается. Это также означает, что объект-параметр не будет уничто­жаться при выходе из функции и соответственно не будет вызван деструктор. В качестве примера рассмотрим следующую программу:

#include <iostream.h>

class C

{

int id;

public:

int i;

C(int i) { cout << "Constructing " << i << "\n"; id = i; }

~C() { cout << "Destructing " << id << "\n"; }

void neg(C &p) { p.i = -p.i;}

};

int main()

{

C A(1);

A.i = 10;

A.neg(A);

cout << A.i << "\n";

return 0;

}

Программа выдает следующие результаты:

Constructing 1

-10

Destructing 1

Как можно видеть, деструктор объекта A вызывался только один раз.

При передаче объекта в функцию по ссылке действие над объектом внутри функции модифи­цирует этот объект. И эти изменения сохраняют силу после завершения работы функции.