Для чего нужен возврат значения по ссылке?

Question

[Kevsh]

Раньше я думал, что возвращение значения по ссылке от возвращения значения по указателю отличается тем, что в первом случае не нужно будет делать разыменование указателя, но, видимо, это не так. Я написал вот такой пример:

#include <iostream>

int& func(int &a)
{
    std::cout << &a << "\n\n";
    return a;
}

int main()
{
    int a;
    int b;
    b = func(a);
    std::cout << &b << "\n\n";
    std::cout << &a << "\n\n";
    return 0;
}

Я думал, что выведется три одинаковых адреса, но это не так. Если сделать возврат по значению, то результат будет идентичный. Для чего тогда вообще нужен возврат значения по ссылке?
Если мы возвращаем указатель на переменную, то в caller-е она имеет тот же адрес (мы его и вернули) и информацию по этому адресу, однако адрес указателя уже будет другим. Если мы возвращаем переменную по ссылке, то адрес у этой переменной в caller-е уже другой, такой же остаётся только информация. Почему и зачем?

Comments

[Евгений Шатунов]

Владимир Коршунов , а при чем тут адреса если вопрос задан о ссылках?

Answer 1

[Wataru]

b = func(a);

Вот тут вы взяли ссылку, которую вернула func и скопировали значение в переменную b. Поэтому ниже &b выведет вам адрес переменной b, а не то, что вы хотели.

Возвращать ссылки бывает удобно, когда надо вернуть значение без копирования и оно всегда существует. Потому что функция, возвращающая указатель, вообще говоря, может вернуть и nullptr. По уму, надо бы этот указатель проверить перед разыменованием. А вот ссылки - они всегда куда-то указывают.

Comments

[Kevsh]

int& b = func(a);
Если сделать так, то выводится три одинаковых адреса. Я не очень понимаю, что такое b. По идее это адрес, но записать в него указатель мы не можем, можем только переменную, при этом мы получим полную копию этой переменной – от адреса до значения. То есть получается, если мы хотим сделать так, чтобы новая переменная ссылалась на ту же память, что и уже созданная переменная, то мы ставим &, а если хотим создать копию, но по другому адресу, то не ставим?

[Wataru]

Владимир Коршунов, int& b = ... - это ссылка, которая инициализируется ссылкой, возвращенной func.

[res2001]

Владимир Коршунов, int& b = func(a);
b - ссылка.
Ссылка это не указатель!
Если копнуть в ассемблер, то ссылки - это те же указатели (т.к. ни каких ссылок в ассемблере нет), но на уровне С++ ссылка это не указатель.

Используют ссылки и указатели для одного и того же, но, как было верно замечено, ссылки почти всегда указывают на конкретный объект, тогда как указатели запросто могут иметь произвольное значение, не указывающее на объект, или nullptr.
Ссылка может быть битой в случае многопоточного приложения, когда один поток получает ссылку на существующий объект, а второй поток потом этот объект уничтожает.

Если взять адрес от ссылки, то получите адрес объекта. Если же взять адрес от указателя, получите адрес указателя, а не объекта на который он указывает.

На счет разъименования - эта операция нужна для указателей, т.к. вы можете работать либо с самим указателем, либо с объектом на который указывает указатель (тут и нужно разъименование).
С самой ссылкой вы ничего дополнительно сделать не можете. Вы можете только создать ее и уничтожить (при выходе из области видимости). Все остальные операции с участием ссылки происходят реально над объектом, на который ссылается ссылка, поэтому нужды в разъименовании нет.

https://ideone.com/jQK0u1