[C++ 정리] 8. 참조자 (Reference) (2/2)

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• 맥 운영체제(OSX)에서 작성하였습니다.
• IDE는 VScode를 사용하였습니다. ( 사용법 => https://youngq.tistory.com/category/IDE/VScode)
• 모든 코드는 https://github.com/yekyu94 에 업로드 됩니다.

1. Call-By-Value & Call-By-Reference란?

C언어에 익숙한 사람이라면, Call-By-Value와 Call-By-Address라는 것에 대해서 들어봤을 겁니다.

 

이것은 함수에 전달되는 인자가 '값(Value)'인지 '주소(Address)'인지에 따라서 결정됩니다.

 

그럼 Call-By-Reference는? 인자가 '참조자(Reference)'인 것을 의미합니다.

 

Address나 Reference나 작동방식에 있어서는 큰 차이가 없다고 생각합니다.

 

 

 

2. Call-By-Value ( CPP/CallByValue.cpp )

 

Call-By-Value는 일반적으로 많이 사용되는 방식입니다.

 

함수의 매개변수로 값이 전달되는 것을 의미하며, 보통 반환값이 존재하거나 전역변수와 같은 값을 통제하는데 사용하는 함수에서 사용합니다.

 

만약 Call-By-Value로 swap함수를 만든다면 어떤 문제가 발생하는지 알아보겠습니다.

 

예제코드를 아래와 같이 만들어보았습니다.

 

#include <iostream>
using namespace std;

void swap(int x, int y);

int main(void){
    int x = 10;
    int y = 20;

    swap(x, y);

    cout << x << " " << y << endl;
}

void swap(int a, int b){
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;

    cout << "a : " << a << "\nb : " << b << endl;
}

실행결과

 

실행해보면 swap이라는 함수 내에 전달된 x와 y값은 서로 위치가 바뀌어서 20, 10의 순서로 출력이 된것을 볼 수 있습니다.

 

하지만, main함수에서 변수 x, y를 출력해보면 함수에 들어가기 전과 동일한 10과 20이라는 값을 갖고있는 것을 볼 수 있습니다.

 

이것은 메인함수에서 swap 함수로 인자를 전달할 때, x와 y라는 변수의 값(10, 20 이라는 값)만을 전달한 것이기 때문입니다.

 

즉, 위의 코드에서 swap(x, y)는 swap(10, 20)과 동일한 작동을 한다는 것을 의미합니다. x와 y의 주소값등은 전달되지 않기 때문에 함수 내에서 아무리 값을 변경해도 결과적으로 x와 y의 값은 변함이 없다는 것을 말합니다.

 

이게 Call-By-Value : 값에 의한 호출을 말합니다.

 

 

 

3. Call-By-Reference ( CPP/CallByReference.cpp )

 

다음은 Call-By-Reference에 대해서 다뤄보겠습니다. 위에서 Call-By-Value를 다뤄봤기에 쉽게 추론하실 수 있을 것이라고 생각합니다.

 

예제코드를 먼저 보겠습니다.

 

#include <iostream>
using namespace std;

void swap(int &x, int &y);

int main(void){
    int x = 10;
    int y = 20;

    swap(x, y);

    cout << x << " " << y << endl;
}

void swap(int &a, int &b){
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;

    cout << "a : " << a << "\nb : " << b << endl;
}

실행결과

 

차이는 매개변수를 참조자로 선언해 주었다는 것만 존재합니다. 즉, Reference(참조자)를 이용하여 값을 '호출'하는 것이 아니라 실제 변수를 참조할 수 있는 참조자를 '호출'하는 것 이게 Call-By-Reference : 참조에 의한 호출을 의미합니다.

 

어렵지 않은 내용이라고 생각합니다.

 

 

 

 

4. 특이한 참조자의 사용 ( CPP/Reference4.cpp )

이제부터는 참조자의 여러가지 특이한 케이스들을 다뤄보겠습니다.

 

먼저 참조자는 선언시 참조할 '변수'를 지정해주어야 한다는 특징이 있습니다.

 

즉, 아래와 같은 코드를 수행하면 애러가 발생합니다.

 

#include <iostream>

int main(void){
    int &x = 20;

    return 0;
}

실행결과

 

참조자는 항상 변수를 참조하기 때문에 정수형 데이터를 참조자의 값으로 갖을 수 없다는 내용을 갖습니다.

 

그런데 const라는 녀석을 만나면 문제가 해결됩니다.

 

#include <iostream>

int main(void){
    const int &x = 10;

    return 0;
}

위와깉이 코드를 작성해서 수행하면 아무런 애러도 발생하지 않습니다.

 

왜? 그걸 위해서는 const함수가 무엇인지를 먼저 알아야 한다고 생각합니다.

 

• const : constant의 약자로 '상수'를 정의하는데 사용합니다. '상수'란 코드내에서 절대로 변하지 않는 고정된 값을 의미합니다.

그럼 왜 const함수를 사용하면 애러가 없는걸까요? 이것은 여기서 10이 단순한 '값'이 아닌 특별한 '데이터'가 되었다는 것이 핵심입니다.

 

 

어려운 이야기일 수 있습니다. 풀어서 말하자면, 애러가 났던 코드에서 참조자는 10이라는 값을 전달받았지만, 아래의 참조자는 '메모리상에 상수 10이라는 값을 갖은 공간'을 전달받은 것을 의미한다고 생각하시면 좋겠습니다.

 

같은 10이라는 값이지만, 전자는 메모리에 존재하지 않는 10, 후자는 메모리에 상수로 지정된 10이라는 값

 

물론 후자의 경우, 특이하게도 '변수'가 없는 참조자 형태를 갖습니다. 때문에 어떻게보면 의도하지 않은 사용이 될 수도 있습니다.

 

하지만 덕분에 아래와 같은 코드를 사용도 가능해졌습니다.

 

#inlcude <iostream>
using namespace std;

int sub(const int &x, const int &y){
	return x-y;
}

int main(void){
	int result = sub(10,5);
    cout << result << endl;
    
    return 0;
}

 

 

 

5. 참조자의 문제점

편리한 참조자가 무슨 문제를 갖고있는가? 이것은 맨 처음에 다뤘던 swap코드를 다시 한번 보며 말씀드리겠습니다.

 

#include <iostream>
using namespace std;

void swap(int &x, int &y);

int main(void){
    int x = 10;
    int y = 20;

    swap(x, y);

    cout << x << " " << y << endl;
}

void swap(int &a, int &b){
    int temp = a;
    a = b;
    b = temp;

    cout << "a : " << a << "\nb : " << b << endl;
}

만약 위와같은 코드가 존재할 때, main함수 부분만은 보고 x, y 값이 [ Call-By-Reference ]라는 것을 알 수 있습니까?

 

swap함수를 정의한 것을 보지 않는다면, 메인함수에서는 해당 함수가 Call-By-Reference인지 Call-By-Value인지 알 수 없습니다.

 

큰 문제가 아니라고 생각할 수 있지만, 여러사람이 한 코드를 공유한다면 이것은 큰 문제가 될 수 있습니다.

 

당연히 Call-By-Value라고 생각하고 사용한 함수가 Call-By-Reference였고, 이에따라 함수의 인자로 전달한 값이 변하게되는 문제가 발생할 수 있습니다.