【C++】参照とポインター完全に理解した

色々試したのでメモ。

用意したもの

以下の 4 種類の関数を用意した。

値渡し（何もつけずに書いたやつ）

#include <iostream>

int sum(int in1, int in2) {
    return in1 + in2;
}

int main() {
    int input1, input2;
    std::cin >> input1 >> input2;
    int result = sum(input1, input2);
    std::cout << result << std::endl;
    return 0;
}

参照渡し

#include <iostream>

int sum(int& in1, int& in2) {
    return in1 + in2;
}

int main() {
    int input1, input2;
    std::cin >> input1 >> input2;
    int result = sum(input1, input2);
    std::cout << result << std::endl;
    return 0;
}

ポインタ渡し（move）

#include <iostream>
#include <memory>

int sum(std::unique_ptr<int> in1, std::unique_ptr<int> in2) {
    return *in1 + *in2;
}

int main() {
    std::unique_ptr<int> input1(new int (0)), input2(new int (0));
    std::cin >> *input1 >> *input2;
    int result = sum(std::move(input1), std::move(input2));
    std::cout << result << std::endl;
    return 0;
}

ポインタ参照渡し

#include <iostream>
#include <memory>

int sum(std::unique_ptr<int>& in1, std::unique_ptr<int>& in2) {
    return *in1 + *in2;
}

int main() {
    std::unique_ptr<int> input1(new int (0)), input2(new int (0));
    std::cin >> *input1 >> *input2;
    int result = sum(input1, input2);
    std::cout << result << std::endl;
    return 0;
}

それぞれの挙動

値渡し
- コピーが渡る。
  - でかいデータをコピーすると時間がかかるので、用法に注意。
  - コピーなので、参照先で変数を変更・再代入しても当然参照元には影響しない。
- 参照先を変更しても、参照元の変数には影響なし。
参照渡し
- 参照が渡る
  - 参照先で読み書きができる。
- 参照先で変更すると、参照元が変更される。
ポインタ渡し（move）
- ポインタが渡る
  - 参照先で読み書きができる。
- 参照元の変数は、利用できなくなる。（unspecified state になる。参考：std::move - cppreference.com）
ポインタ参照渡し
- ポインタの参照が渡る
  - 参照先で読み書きができる。
- 参照先で変更すると、参照元が変更される。