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参照渡しとポインタ渡しについて C++ VS2010

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MelodyMelty

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参照渡しとポインタ渡しの違いを教えて下さい。

Visual Studio2010
MFCアプリケーション作成における質問です。

定義した構造体など

typedef struct {
          int    a;       //箱A
          int    b;       //箱B
          bool   c;       //フラグ用C
} TEST, *PTEST;

上記の構造体を定義したとします。

次に、ヘッダーの定義として
bool CTestProc::Test_One( TEST& TestData);
bool CTestProc::Test_Two( PTEST TestData);

上記2つを定義します。

○実際使うとき

void foo()
{
    TEST data;

  //Twoを実行後にOneを実行
    CTestProc::Test_Two(&data);  // ポインタ渡し
    CTestProc::Test_One(data);   // 参照渡し

    //上記2つの関数実行後のa,b,cの値を出力。
    AfxMessageBox(_T("%d"),data.a);
    AfxMessageBox(_T("%d"),data.b);
    AfxMessageBox(_T("%b"),data.c);
}

とあったとします。

質問したいこと

○質問1
①参照渡しとは、Test_One内だけで有効な事ですか?
bool CTestProc::Test_One(TEST& TestData)
{
   TestData.a = 100;
   TestData.b = 500;
   TestData.c = TRUE;

  //○質問2
   //※100,500,TRUEはTest_Oneの中だけでしか変更されない。
  // →つまり他の関数ではその値を使用できない?
}


bool CTestProc::Test_Two( PTEST TestData)
{
  //○質問3
   //①Test_Oneでの変更は反映されないので、
  //ここでa,b,cの値は不定のまま?(初期化してないとして)

  //○質問4
   TestData.a = 200;
   TestData.b = 800;
   TestData.c = FALSE;

 //ここで変更した値はTest_Twoの外でも反映されるってことですか?
}

void foo()
{
    TEST data;

  //Twoを実行後にOneを実行
    CTestProc::Test_Two(&data);  // ポインタ渡し
    CTestProc::Test_One(data);   // 参照渡し

    //上記2つの関数実行後のa,b,cの値を出力。
    //○質問5
  //ここでの値は、twoの値である、200,800,FALSEが入っていますか?
    AfxMessageBox(_T("%d"),data.a);
    AfxMessageBox(_T("%d"),data.b);
    AfxMessageBox(_T("%b"),data.c);
}

補足情報(言語/FW/ツール等のバージョンなど)

C++ VS2010 MFC

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回答 4

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+2

こんにちは。

ポインタ渡しと参照渡しは、動き的にはほぼ同じです。両者ともポイント先/参照先の変数先頭アドレスが引き渡されて、そのアドレス相対で当該変数へアクセスします。
ですので、どちらの場合でも呼び出し元の変数の値を変更することも可能です。

相違点としては、参照渡しの方ができることが少ないです。その分、安全になっていると考えて下さい。

原則としてNULLを渡すことができません。(不可能ではないですが、それなりに手間です。)

受け取った側で参照先を他の変数へ切り替えることができません。「参照」はポインタと違って初期化しかできないのです。

また、ポインタはポインタを記録する変数です。なので、その変数のアドレスを取ることができます。
例えば、int型変数へのポインタへのポインタへのポインタへの・・・なんて多重ポインタも作ることが可能です。(普通はしませんが。)
これに対して、参照は変数ではなくそのアドレスが記録されている(筈の)メモリへのポインタを作ることができません。&参照とすると、参照先の変数のアドレスになりますから。

下記サンプルを参考にしてみて下さい。ここにソースと実行環境を置いてます。(Wandbox便利ですよ。)

#include <iostream>

struct TEST
{
    int     a;
    int     b;
    bool    c;
    TEST() : a(0), b(0), c(false) { }   // structにもコンストラクタを用意すると超便利です
};

int main()
{
    TEST data;
    TEST& ref_data=data;  // dataへの参照
    TEST* ptr_data=&data; // dataへのポインタ

    std::cout << "&data    =" << &data << "\n";
    std::cout << "&ref_data=" << &ref_data << "\n";
    std::cout << "ptr_data =" << ptr_data << "\n";
    std::cout << "&ptr_data=" << &ptr_data << "\n";

    std::cout << "------------------\n";
    TEST data2;
    data2.a=100;

    ptr_data=&data2;      // ポイント先がdata2へ切り替わります
    std::cout << "data.a=" << data.a << "\n";

    ref_data=data2;       // data=data2;と同じ意味です
    std::cout << "data.a=" << data.a << "\n";

    std::cout << "&data2   =" << &data2 << "\n";
    std::cout << "&ref_data=" << &ref_data << "\n";
    std::cout << "ptr_data =" << ptr_data << "\n";
    std::cout << "&ptr_data=" << &ptr_data << "\n";

    return 0;
}

参照は結構難しくて、上記以外にも特別な機能を持つ参照(const参照や右辺値参照)があります。
でも、まずはポインタと参照をマスターされると良いと思います。


【追記】
あっとと、すいません。参照渡しではなくて参照を説明してました。
でも、仮引数はローカル変数とほとんど同じ振る舞いをします。

仮引数はそれを定義した関数内だけで有効です。ローカル変数はそれを定義したところからそのブロックの終わりまで有効です。
仮引数は関数呼び出しのタイミングで渡された実引数で初期化されます。
CTestProc::Test_One(data);として呼び出した時、TEST& TestData=data;が実行されているのと等価です。

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  • 2017/03/21 17:04

    wandbox早速試してみました。
    すごく便利で、今後使ってみようと思います!

    回答頂いた例を用いて、認識を確認したいのですが、
    例えばdataが1000H番地ですよ、という事であると仮定すると、
    最初の出力から順に、
    &data は、data構造体の先頭番地である1000H番地を出力します。
    &ref_dataは、dataの番地を格納しているので、こちらも先頭アドレス1000H番地を出力します。
    ptr_dataは、dataの番地を格納しているので、同じく先頭アドレス1000H番地を出力します。
    &ptr_dataは、dataの番地を格納している番地・・・
      →1000H番地という記録を格納している番地への番地・・・例えば2000H番地。
    という事なのでしょうか?

    キャンセル

  • 2017/03/21 17:27

    はい、その通りです。

    キャンセル

+1

そのコードでの実験の結果はどうなりました? それで明らかなんじゃないですか?

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  • 2017/03/21 15:13

    かならずしも「コードでの実験結果」ばかり目を向けるというのは適切ではないはずです。仕様が定められておらずコンパイラや実行環境依存の場合もあります。

    キャンセル

  • 2017/03/21 15:21

    少し大きいアプリケーション(自分にとっては)を読み解いている最中で、
    変にいじってしまった時にどんな影響があるかわからないという状況なんです。
    そのなかで、上記例で言えば、TEST,PTESTそれぞれで使い分けている箇所があり、
    違いは何なのか、意図は何か?を読む手がかりがわからないんです。

    キャンセル

  • 2017/03/21 15:26

    > かならずしも「コードでの実験結果」ばかり目を向けるというのは適切ではないはずです
    それには同意。だが「こんなコードで実験したらこんな結果が得られたのでこのように理解したが正しいか?」と問う姿勢は大事。

    > 変にいじってしまった時にどんな影響があるかわからないという状況なんです
    だから小さなコードで実験するんでしょ?

    キャンセル

+1

簡単なコードを書いてみればわかりやすいと思います。
以下のコードでは、ポインタ渡し、参照渡しともに、呼び出し元の実体の値が変更されます。
要は渡した先で、ポインタ(*)で参照するか、そのまま参照するかの違いです。
渡すのが構造体であれば、p->x になるか、p.x になるかですね。

void funcA(int *a)
{
    *a = 10;
}

void funcB(int &a)
{
    a = 10;
}

int main()
{
    int a = 0;
    int b = 0;
    funcA(&a);
    funcB(b);
    printf("a=%d,b=%d\n", a,b);
    return 0;
}

a=10,b=10

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  • 2017/03/21 15:19

    つまり、参照渡しでもポインタ渡しでも書き方の違いなだけで、
    大元の番地に対する変数の値を変える、という認識なのでしょうか?

    キャンセル

  • 2017/03/21 15:36

    です。参照は「*なしで使えるポインタ」くらいに思ってて構わない(私見

    キャンセル

  • 2017/03/21 15:51

    >MelodyMeltyさん
    その認識で良いと思います。

    >epistemeさん
    同意です。

    キャンセル

+1

C言語では何でもかんでもポインタでやってしまうので、「渡された変数を書き換える」ような関数を作るときに記述が煩雑(呼び出しは変数へのポインタを渡し、関数内部ではポインタの先の実態をみるなど)になります。しかもポインタなので、扱いを誤ると簡単にプログラムを吹っ飛ばせます(無効なアドレスを指し示してアクセスすれば Segmentation Fault を引き起こせますから)。

それを解消するために考え出されたのが参照です。参照はポインタで許されているいくつかの(危険な)操作を行えなくしたポインタ、と考えてだいたい合ってます。

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