Referencja vs Const Referencja

Question

Witam,

stworzyłem taki przykładowy kod

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;


int main ()
{
    string var = "hello world";
    string& ref = "hello world";
    const string& const_ref = "hello world";


    int var1 = 1;
    int& ref1 = 1;
    const int& const_ref1 = 1;
    return 0;
}

Przy referencji pojawiają się błędy. Natomiast przy const referencji brak jest błędu. Oto komunikaty

1)Przy string

 invalid initialization of non-const reference of type 'std::string& {aka std::basic_string<char>&}' from an rvalue of type 'const char*'
     string& ref = "hello world";
                   ^

2)Przy int

 invalid initialization of non-const reference of type 'int&' from an rvalue of type 'int'
     int& ref1 = 1;
                 ^

Nie rozumiem czemu można użyć z const a bez modyfikatora zwraca błąd. Na moje wyczucie dzieje się tak gdyż z definicji adres referencji można przypisać tylko raz. Kompilator tworzy z literału obiekt(fragment pamięci, który może przechowywać dane) lecz nie potrafi się do niego odwołać. Dodając modyfikator const zmienna staje się de facto tylko do odczytu i kompilator potrafi wyświetlić ten literał. Natomiast bez const zmienna ref jest modyfikowalna ale nie jest możliwe odwołanie się to fragmentu pamięci i zmienienie wartości stąd kompilator zwraca błąd. Sam to wydedukowałem stąd wysoce prawdopodobne, że się mylę. Czekam na wasze sugestie, uwagi, odpowiedzi.

Pozdrawiam,

Comments

Niestety, trudno mi na to odpowiedzieć poza "tak jest zdefiniowane". Ogólnie Twoja dedukcja jest całkiem niezła. Można powiedzieć, że `const` jest wymagane, bo trudno powiedzieć co taki kod bez `const` by robił:

void f(int &x) { x += 1; }
int main(){
  f(1); // co jest zwiekszane o 1?
}

Może jeszcze to pomoże: https://herbsutter.com/2008/01/01/gotw-88-a-candidate-for-the-most-important-const/

 

---

Właściwie to twój komentarz, adrian, powinien być odpowiedzią :D IMO najlepiej tłumaczy pytanie autora.

Answer 1

Masz do czynienia z dwoma rodzajami wartości w C++. Jest to L-wartość (to co masz po lewej stronie znaku "=") i R-wartość (to co masz po prawej stronie znaku "="). R-wartości są z definicji tymczasowe (takie masz w przykładzie). Powstają na czas wykonania a następnie są przypisywane. Z kolei referencja ma w obowiązku zawsze wskazywać na istniejący obiekt w trakcie przypisania. Stąd jeśli konstruując string (po prawej stronie "=") z napisu przypisujesz ją do nie-stałej referencji, łamiesz regułę języka bo nie powinno się mieć referencji do obiektu który właśnie został zniszczony (co nie znaczy że nie ma "dzikich konstrukcji" które to umożliwią). Kompilator może to łatwo wykryć i ... wykrywa :-)

Jeśli referencja jest stała, następuje wydłużenie czasu jej życia i stąd udaje się przypisać obiekt.

W praktyce od C++14 obowiązuje optymalizacja takich przypisań (Copy elision) ale reguła obowiązuje jak gdyby to było literalne uruchamianie konstruktorów i operatorów przypisania/konstruktorów kopiujących.

Comments

Jeszcze dorzuce:

• http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/1993/N0345.pdf
• http://en.cppreference.com/w/cpp/language/lifetime

---

Jest to L-wartość (to co masz po prawej stronie znaku "=")

mokrowski, you know.  

---

@Evelek thx fixed.. :-)

Answer 2

const powoduje, że zmienna jest inaczej traktowana przez kompilator. W przypadku const int& zmienna wcale nie musi być tworzona w pamięci, jej wartość będzie użyta bezpośrednio w kodzie, czyli:

const int &i  = 666;

cout << i << '\n';

zostanie zredukowane do:

cout << 666 << '\n';

W typów grubszego kalibru, takich jak np. string, zmienna może być tworzona w oddzielnym segmencie pamięci (oczywiście nie będzie to już referencja, tylko normalna zmienna tylko-do-odczytu).

 

Comments

W przypadku const int& zmienna wcale nie musi być tworzona w pamięci, jej wartość będzie użyta bezpośrednio w kodzie, czyli:

Nie ma związku, to tylko optymalizacja. Zwykłe `int i` też by to zrobiło. To nie wyjaśnia też

int f();
int main(){
  int& x = f(); // error
  const int& x = f(); // OK
}

string, zmienna może być tworzona w oddzielnym segmencie pamięci

Jest normalną zmienną na stosie.

---

Zwykłe `int i` też by to zrobiło.

Przy bardziej złożonym kodzie nie zrobiłoby. Na tym właśnie polega różnica między zmienną a stałą.

To nie wyjaśnia też (...)

Generalnie do zwykłej referencji nie możesz przypisać r-wartości z powodów, o których pisał OP - albo wartość nie ma adresu, albo adres jest tymczasowy.

Jest normalną zmienną na stosie.

To jest oczywiście kwestia tego, jak to sobie kompilator zrealizuje w kodzie wynikowym. Podejrzałem, jak to wygląda w VC. Nigdzie w mainie nie ma konstruowania obiektu string, a co za tym idzie, nie ma także jego niszczenia (wersja release ofcoz).

Answer 3

const string &str = "plain text";
string &&str = "plain text";

Są to równoważne zmienne z tą różnicą, że jedna z nich jest const oraz ma nieco inne właściwości.

Comments

Są to równoważne zmienne z tą różnicą, że jedna z nich jest const oraz ma nieco inne właściwości.

To brzmi trochę jak "są takie same ale inne". ;)

I mówiąc szczerze, nie widzę większego sensu w tej odpowiedzi w kontekście zadanego pytania.

---

No to nie wiem jak Ci mogę pomóc draghan.  const string& jest w pewnym stopniu powiązane z string&&, więc jak najbardziej warto o tym wspomnieć w KONTEKŚCIE tego pytania.

---

const string& jest w pewnym stopniu powiązane z string&&

I znów: "w pewnym stopniu"... Widzisz, o co mi chodzi? ;)

---

O konkrety? Nie podam ich, bo nie mam notatek ze sobą. 

---

BTW.

string &&str = "plain text";

Jak takie wyrażenie nazwać? Referencja adresu str wskazująca na "..." czy adres referencji wskazująca na "...". Wiesz który operator ma większy priorytet operator pobrania adresu czy operator referencji.

string &(&str) = "simple text";

Przy takiej konstrukcji kompilator wyrzuca mi błąd.

---

Referencja do r-wartości.