C++, una panoramica sul linguaggio

Oltre ai tipi primitivi visti precedentemente, esistono altri due tipi fondamentali usati solitamente in combinazione con altri tipi (sia primitivi che non): puntatori e reference.
L'argomento di cui ora parleremo potrà risultare particolarmente complesso, soprattutto per coloro che non hanno mai avuto a che fare con i puntatori: alcuni linguaggi non forniscono affatto i puntatori (come il Basic, almeno in alcune vecchie versioni), altri (Pascal) invece forniscono un buon supporto; tuttavia il C++ fa dei puntatori un punto di forza (se non il punto di forza) e fornisce un supporto ad essi persino superiore a quello fornito dal Pascal. E' quindi caldamente consigliata una lettura attenta di quanto segue e sarebbe bene fare pratica con i puntatori non appena possibile.

 

 

Puntatori

I puntatori possono essere pensati come maniglie da applicare alle porte delle celle di memoria per poter accedere al loro contenuto sia in lettura che in scrittura, nella pratica una variabile di tipo puntatore contiene l'indirizzo di una locazione di memoria.
Vediamo alcune esempi di dichiarazione di puntatori:

  short* Puntatore1;
  Persona* Puntatore3;
  double** Puntatore2;
  int UnIntero = 5;
  int* PuntatoreAInt = &UnIntero;

Il carattere * (asterisco) indica un puntatore, per cui le prime tre righe dichiarano rispettivamente un puntatore a short int, un puntatore a Persona e un puntatore a puntatore a double. La quinta riga dichiara un puntatore a int e ne esegue l'inizializzazione mediante l'operatore & (indirizzo di) che serve ad ottenere l'indirizzo della variabile (o di una costante o ancora di una funzione) il cui nome segue l'operatore. Si osservi che un puntatore a un certo tipo può puntare solo a oggetti di quel tipo, (non è possibile ad esempio assegnare l'indirizzo di una variabile di tipo float a un puntatore a char, come mostra il codice seguente), o meglio in molti casi è possibile farlo, ma viene eseguita una coercizione (vedi appendice A):

  float Reale = 1.1;
  char * Puntatore = &Reale;   // Errore!

E' anche possibile assegnare ad un puntatore un valore particolare a indicare che il puntatore non punta a nulla:

  Puntatore = 0;

In luogo di 0 i programmatori C usano la costante NULL, tuttavia l'uso di NULL comporta alcuni problemi di conversione di tipo; in C++ il valore 0 viene automaticamente convertito in un puntatore NULL di dimensione appropriata.

Nelle dichiarazioni di puntatori bisogna prestare attenzione a diversi dettagli che possono essere meglio apprezzati tramite esempi:

  float* Reale, UnAltroReale;
  int Intero = 10;
  const int* Puntatore = &Intero;
  int* const CostantePuntatore = &Intero;
  const int* const CostantePuntatoreACostante = &Intero;

La prima dichiarazione contrariamente a quanto si potrebbe pensare non dichiara due puntatori a float, ma un puntatore a float (Reale) e una variabile di tipo float (UnAltroReale): * si applica solo al primo nome che lo segue e quindi il modo corretto di eseguire quelle dichiarazioni era

  float * Reale, * UnAltroReale;

A contribuire all'errore avrà sicuramente influito il fatto che l'asterisco stava attaccato al nome del tipo, tuttavia cambiando stile il problema non si risolve più di tanto. La soluzione migliore solitamente consigliata è quella di porre dichiarazioni diverse in righe diverse.

Ritorniamo all'esempio da cui siamo partiti.
La terza riga mostra come dichiarare un puntatore a un intero costante, attenzione non un puntatore costante; la dichiarazione di un puntatore costante è mostrata nella penultima riga. Un puntatore a una costante consente l'accesso all'oggetto da esso puntato solo in lettura (ma cio` non implica che l'oggetto puntato sia effettivamente costante), mentre un puntatore costante è una costante di tipo puntatore (a ...), non è quindi possibile modificare l'indirizzo in esso contenuto e va inizializzato nella dichiarazione. L'ultima riga mostra invece come combinare puntatori costanti e puntatori a costanti per ottenere costanti di tipo puntatore a costante (intera, nell'esempio).
Attenzione: anche const, se utilizzato per dichiarare una costante puntatore, si applica ad un solo nome (come *) e valgono quindi le stesse raccomandazioni fatte sopra.

In alcuni casi è necessario avere puntatori generici, in questi casi il puntatore va dichiarato void:

  void* PuntatoreGenerico;

I puntatori void possono essere inizializzati come un qualsiasi altro puntatore tipizzato, e a differenza di questi ultimi possono puntare a qualsiasi oggetto senza riguardo al tipo o al fatto che siano costanti, variabili o funzioni; tuttavia non è possibile eseguire sui puntatori void alcune operazioni definite sui puntatori tipizzati.

 

Operazioni sui puntatori

Dal punto di vista dell'assegnamento, una variabile di tipo puntatore si comporta esattamente come una variabile di un qualsiasi altro tipo primitivo, basta tener presente che il loro contenuto è un indirizzo di memoria:

  int Pippo = 5, Topolino = 10;
  char Pluto = 'P';
  int* Minnie = &Pippo;
  int* Basettoni;
  void* Manetta;

  // Esempi di assegnamento a puntatori:
  Minnie = &Topolino;
  Manetta = &Minnie;     // "Manetta" punta a "Minnie"
  Basettoni = Minnie;    // "Basettoni" e "Minnie" ora
                         // puntano allo stesso oggetto

I primi due assegnamenti mostrano come assegnare esplicitamente l'indirizzo di un oggetto ad un puntatore: nel primo caso la variabile Minnie viene fatta puntare alla variabile Topolino, nel secondo caso al puntatore void Manetta si assegna l'indirizzo della variabile Minnie (e non quello della variabile Topolino); per assegnare il contenuto di un puntatore ad un altro puntatore non bisogna utilizzare l'operatore &, basta considerare la variabile puntatore come una variabile di un qualsiasi altro tipo, come mostrato nell'ultimo assegnamento.

L'operazione piu` importante che viene eseguita sui puntatori e quella di dereferenziazione o indirezione al fine di ottenere accesso all'oggetto puntato; l'operazione viene eseguita tramite l'operatore di dereferenzazione * posto prefisso al puntatore, come mostra il seguente esempio:

  short* P;
  short int Val = 5;
        
  P = &Val;    // P punta a Val (cioe` Val e *P
               // sono lo stesso oggetto);
  cout << "Ora P punta a Val:" << endl;
  cout << "*P = " << *P << endl;
  cout << "Val = " << Val << endl << endl;
        
  *P = -10;    // Modifica l'oggetto puntato da P
  cout << "Val e` stata modificata tramite P:" << endl;
  cout << "*P = " << *P << endl;
  cout << "Val = " << Val << endl << endl;
        
  Val = 30;
  cout << "La modifica su Val si riflette su *P:" << endl;
  cout << "*P = " << *P << endl;
  cout << "Val = " << Val << endl << endl;

Il codice appena mostrato fa sì che il puntatore P riferisca alla variabile Val, ed esegue una serie di assegnamenti sia alla variabile che all'oggetto puntato da P mostrandone gli effetti.
L'operatore * prefisso ad un puntatore seleziona l'oggetto puntato dal puntatore cosi` che *P utilizzato come operando in una espressione produce l'oggetto puntato da P.
Ecco quale sarebbe l'output del precedente frammento di codice se eseguito:

  Ora P punta a Val:
  *P = 5
  Val = 5
        
  Val è stata modificata tramite P:
  *P = -10
  Val = -10

  La modifica su Val si riflette su *P:       
  *P = 30
  Val = 30

L'operazione di dereferenzazione può essere eseguita su un qualsiasi puntatore a condizione che questo non sia stato dichiarato void. In generale infatti non è possibile stabilite il tipo dell'oggetto puntato da un puntatore void e il compilatore non sarebbe in grado di trattare tale oggetto.
Quando si dereferenzia un puntatore bisogna prestare attenzione che esso sia stato inizializzato correttamente; la dereferenzazione di un puntatore inizializzato a 0 è sempre un errore, la dereferenzazione di un puntatore non inizializzato causa errori non definiti (e potenzialmente difficili da scovare). Quando possibile comunque il compilatore segnala eventuali tentativi di dereferenziare puntatori che potrebbero non essere stati inizializzati tramite una warning.
Per i puntatori a strutture (o unioni) è possibile utilizzare un altro operatore di dereferenzazione che consente in un colpo solo di dereferenziare il puntatore e selezionare il campo desiderato:

  Persona Pippo;
  Persona* Puntatore = &Pippo;
        
  Puntatore -> Eta = 40;
  cout << "Pippo.Eta = " << Puntatore -> Eta << endl;

La terza riga dell'esempio dereferenzia Puntatore e contemporaneamente seleziona il campo Eta (il tutto tramite l'operatore ->) per eseguire un assegnamento a quest'ultimo. Nell'ultima riga viene mostrato come utilizzare -> per ottenere il valore di un campo dell'oggetto puntato.
Sui puntatori è definita una speciale aritmetica composta da somma e sottrazione. Se P è un puntatore di tipo T, sommare 1 a P significa puntare all'elemento successivo di un ipotetico array di tipo T cui P è immaginato puntare; analogamente sottrarre 1 significa puntare all'elemento precedente. è possibile anche sottrarre da un puntatore un altro puntatore (dello stesso tipo), in questo caso il risultato è il numero di elementi che separano i due puntatori:

  int Array[10] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
  int* P1 = &Array[5];
  int* P2 = &Array[9];

  cout << P1 - P2 << endl; // visualizza 4
  cout << *P1 << endl;     // visualizza 5
  P1+=3;                   // equivale a P1 = P1 + 3;
  cout << *P1 << endl;     // visualizza 8
  cout << *P2 << endl;     // visualizza 9
  P2-=5;                   // equivale a P2 = P2 - 5;
  cout << *P2 << endl;     // visualizza 4

Sui puntatori sono anche definiti gli usuali operatori relazionali:

  <           minore di
  >           maggiore di
  <=          minore o uguale
  >=          maggiore o uguale
  ==          uguale a
  !=          diverso da

 

Puntatori vs array

Esiste una stretta somiglianza tra puntatori e array dovuta alla possibilità di dereferenziare un puntatore nello stesso modo in cui si seleziona l'elemento di un array e al fatto che lo stesso nome di un array è di fatto un puntatore al primo elemento dell'array:

  int Array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
  int* Ptr = Array;       // equivale a Ptr = &Array[0];

  cout << Ptr[3] << endl; // Ptr[3] equivale a *(Ptr+3);
  Ptr[4] = 7;             // equivalente a *(Ptr+4) = 7;

La somiglianza diviene maggiore quando si confrontano array e puntatori a caratteri:

  char Array[] = "Una stringa";
  char* Ptr = "Una stringa";
        
  // la seguente riga stampa tutte e due le stringhe
  // si osservi che non e` necessario dereferenziare
  // un char* (a differenza degli altri tipi di
  // puntatori)

  cout << Array << " == " << Ptr << endl;

  // in questo modo, invece, si stampa solo un carattere:
  // la dereferenzazione di un char* o l'indicizzazione
  // di un array causano la visualizzazione di un solo
  // carattere perche` in effetti si passa all'oggetto
  // cout non un puntatore a char, ma un oggetto di tipo
  // char (che cout tratta giustamente in modi diversi)

  cout << Array[5] << " == " << Ptr[5] << endl;
  cout << *Ptr << endl;

In C++ le dichiarazioni char Array[] = "Una stringa" e char* Ptr = "Una stringa" hanno lo stesso effetto, entrambe creano una stringa (terminata dal carattere nullo) il cui indirizzo è posto rispettivamente in Array e in Ptr, e come mostra l'esempio un char* può essere utilizzato esattamente come un array di caratteri.
Esistono tuttavia profonde differenze tra puntatori e array: un puntatore è una variabile a cui si possono applicare le operazioni viste sopra e che può essere usato come un array, ma non è vero il viceversa, in particolare il nome di un array non è un puntatore a cui è possibile assegnare un nuovo valore (non è cioè modificabile). Ecco un esempio:

  char Array[] = "Una stringa";
  char* Ptr = "Una stringa";

  Array[3] = 'a'; // Ok!
  Ptr[7] = 'b';   // Ok!
  Ptr = Array;    // Ok!
  Ptr++;          // Ok!
  Array++;        // Errore, tentativo di assegnamento!

In definitiva un puntatore e` più flessibile di quanto non lo sia un array, anche se a costo di un maggiore overhead.

 

Uso dei puntatori

I puntatori sono utilizzati sostanzialmente per quattro scopi:

  1. Realizzazione di strutture dati dinamiche (es. liste linkate);
  2. Realizzazione di funzioni con effetti laterali sui parametri attuali;
  3. Ottimizzare il passaggio di parametri di grosse dimensioni;
  4. Rendere possibile il passaggio di parametri di tipo funzione.

Il primo caso è tipico di applicazioni per le quali non è noto a priori la quantità di dati che si andranno a manipolare. Senza i puntatori non sarebbe possibile manipolare contemporaneamente un numero non predefinito di dati, anche utilizzando un array porremmo un limite massimo al numero di oggetti di un certo tipo immediatamente disponibili.
Utilizzando i puntatori invece è possibile realizzare ad esempio una lista il cui numero massimo di elementi non è definito a priori:

  #include < iostream >
  using namespace std;

  // Una lista e` composta da tante celle linkate
  // tra di loro; ogni cella contiene un valore
  // e un puntatore alla cella successiva.

  struct TCell {
    float AFloat;  // per memorizzare un valore
    TCell* Next;  // puntatore alla cella successiva
  };

  // La lista viene realizzata tramite questa
  // struttura contenente il numero corrente di celle
  // della lista e il puntatore alla prima cella

  struct TList {
    unsigned Size;  // Dimensione lista
    TCell* First;   // Puntatore al primo elemento
  };

  int main(int, char* []) {
    TList List;        // Dichiara una lista
    List.Size = 0;     // inizialmente vuota
    int FloatToRead;
    cout << "Quanti valori vuoi immettere? " ;
    cin >> FloatToRead;
    cout << endl;
      
    // questo ciclo richiede valori reali 
    // e li memorizza nella lista 

    for(int i=0; i < FloatToRead; ++i) {
      TCell* Temp = List.First;
      cout << "Creazione di una nuova cella..." << endl;
      List.First = new TCell;    // new vuole il tipo di
                                 // variabile da creare
      cout << "Immettere un valore reale " ;
      
      // cin legge l'input da tastiera e l'operatore di
      // estrazione >> lo memorizza nella variabile.
      cin >> List.First -> AFloat;
      cout << endl;
      List.First -> Next = Temp; // aggiunge la cella in
                                   // testa alla lista
      ++List.Size;       // incrementa la
                         // dimensione della lista
    }
      
    // il seguente ciclo calcola la somma
    // dei valori contenuti nella lista;
    // via via che recupera i valori,
    // distrugge le relative celle
    float Total = 0.0;
    for(int j=0; j < List.Size; ++j) {
      Total += List.First -> AFloat;

      // estrae la cella in testa alla lista...
      TCell* Temp = List.First;
      List.First = List.First -> Next;

      // e quindi la distrugge
      cout << "Distruzione della cella estratta..."
           << endl;
      delete Temp;
    }
    cout << "Totale = " << Total << endl;
    return 0;
  }

Il programma sopra riportato programma memorizza in una lista un certo numero di valori reali, aggiungendo per ogni valore una nuova cella; in seguito li estrae uno ad uno e li somma restituendo il totale; via via che un valore viene estratto dalla lista, la cella corrispondente viene distrutta. Il codice è ampiamente commentato e non dovrebbe essere difficile capire come funziona. La creazione di un nuovo oggetto avviene allocando un nuovo blocco di memoria (sufficientemente grande) dalla heap-memory (una porzione di memoria riservata all'avvio di un programma per operazioni di questo tipo), mentre la distruzione avviene deallocando tale blocco (che ritorna a far parte della heap-memory); l'allocazione viene eseguita tramite l'operatore new cui va specificato il tipo di oggetto da creare (per sapere quanta ram allocare), la deallocazione avviene invece tramite l'operatore delete, che richiede come argomento un puntatore all'aggetto da deallocare (la quantita` di ram da deallocare viene calcolata automaticamente).
In alcuni casi è necessario allocare e deallocare interi array, in questi casi si ricorre agli operatori new[] e delete[]:

  // alloca un array di 10 interi
  int* ArrayOfInt = new int[10];

  // ora eseguiamo la deallocazione
  delete[] ArrayOfInt;

La dimensione massima di strutture dinamiche è unicamente determinata dalla dimensione della heap memory che a sua volta è generalmente limitata dalla quantità di memoria del sistema.
Un altro importante aspetto degli oggetti allocati dinamicamente è che essi non ubbidiscono alle normali regole di scoping statico, solo i puntatori in quanto tali sono soggetti a tali regole, un oggetto allocato dinamicamente può quindi essere creato in un certo scope ed essere acceduto in un altro semplicemente trasmettendone l'indirizzo (il valore del puntatore).
Consideriamo ora il secondo uso che si fa dei puntatori.
Esso corrisponde a quello che in Pascal si chiama "passaggio di parametri per variabile" e consente la realizzazione di funzioni con effetti laterali sui parametri attuali:

  void Change(int* IntPtr) {
    *IntPtr = 5;
  }

La funzione Change riceve come unico parametro un puntatore a int, ovvero un indirizzo di una cella di memoria; anche se l'indirizzo viene copiato in una locazione di memoria visibile solo alla funzione, la dereferenziazione di tale copia consente comunque la modifica dell'oggetto puntato:

  int A = 10;

  cout << " A = " << A << endl;
  cout << " Chiamata a Change(int*)... " << endl;
  Change(&A);
  cout << " Ora A = " << A << endl;

l'output che il precedente codice produce è:

  A = 10
  Chiamata a Change(int*)...
  Ora A = 5

Quello che nell'esempio accade è che la funzione Change riceve l'indirizzo della variabile A e tramite esso è in grado di agire sulla variabile stessa.
L'uso dei puntatori come parametri di funzione non è comunque utilizzato solo per consentire effetti laterali, spesso una funzione riceve parametri di dimensioni notevoli e l'operazione di copia del parametro attuale in un'area privata della funzione ha effetti deleteri sui tempi di esecuzione della funzione stessa; in questi casi è molto più conveniente passare un puntatore che generalmente occupa pochi byte:

  void Func(BigParam parametro);

  // funziona, ma e` meglio quest'altra dichiarazione

  void Func(const BigParam* parametro);

Il secondo prototipo è più efficiente perché evita l'overhead imposto dal passaggio per valore, inoltre l'uso di const previene ogni tentativo di modificare l'oggetto puntato e allo stesso tempo comunica al programmatore che usa la funzione che non esiste tale rischio.
Infine quando l'argomento di una funzione è un array, il compilatore passa sempre un puntatore, mai una copia dell'argomento; in questo caso inoltre l'unico modo che la funzione ha per conoscere la dimensione dell'array è quello di ricorrere ad un parametro aggiuntivo, esattamente come accade con la funzione main() (vedi capitolo precedente).
Ovviamente una funzione può restituire un tipo puntatore, in questo caso bisogna pero` prestare attenzione a ciò che si restituisce, non è raro infatti che un principiante scriva qualcosa del tipo:

  int* Sum(int a, int b) {
    int Result = a + b;
    return &Result;
  }

Apparentemente è tutto corretto e un compilatore potrebbe anche non segnalare niente, tuttavia esiste un grave errore: si ritorna l'indirizzo di una variabile locale. L'errore è dovuto al fatto che la variabile locale viene distrutta quando la funzione termina e riferire ad essa diviene quindi illecito. Una soluzione corretta sarebbe stata quella di allocare Result nello heap e restituire l'indirizzo di tale oggetto (in questo caso è cura di chi usa la funzione occuparsi della eventuale deallocazione dell'oggetto).
Infine un uso importante dei puntatori è per passare come parametro un'altra funzione. Si tratta di un meccanismo che sta alla base dei linguaggi funzionali e che permette di realizzare algoritmi generici (anche se in C++ molte di queste cose sono spesso più semplici da ottenere con i template, in alcuni casi però il vecchio approccio risulta migliore):

  #include < iostream >
  using namespace std;

  // Definiamo un tipo funzione:
  typedef bool Eval(int, int);

  bool Max(int a, int b) {
    return (a>=b)? true: false;
  }

  bool Min(int a, int b) {
    return (a<=b)? true: false;
  }

  // Notare il tipo del primo parametro
  void Check(Eval* Func, char* FuncName,
             int Param1, int Param2) {
    cout << "E` vero che " << Param1 << " = " << FuncName
         << '(' << Param1 << ',' << Param2 << ") ? ";

    // Utilizzo del puntatore per eseguire la chiamata
    // alla funzione puntata (nella condizione dell'if)
    if (Func(Param1, Param2)) cout << "Si" << endl;
    else cout << "No" << endl;
  }

  int main(int, char* []) {
    for(int i=0; i<10; ++i) {
      cout << "Immetti un intero: ";
      int A;
      cin >> A;
      cout << endl << "Immetti un altro intero: ";
      int B;
      cin >> B;
      cout << endl;

      // Si osservi il modo in cui viene
      // ricavato l'indirizzo di una funzione
      // (primo parametro della Check)
      Check(Max, "Max", A, B);
      Check(Min, "Min", A, B);
      cout << endl << endl;
    }
    return 0;
  }

La typedef dice che Eval è un tipo "funzione che prende due interi e restituisce un bool", quindi conformemente al tipo Eval definiamo due funzioni Max e Min dall'evidente significato. Si definisce quindi una funzione Check che riceve quattro parametri: un puntatore a Eval, una stringa e due interi. La funzione Check usa Func per eseguire la chiamata alla funzione puntata e ricavarne il valore restituito. Si noti che la chiamata alla funzione puntata viene eseguita come se Func fosse esso stesso la funzione (ovvero utilizzando l'operatore () e passando normalmente i parametri).
Si noti infine che la funzione main ricava l'indirizzo di Max e Min senza ricorrere all'operatore &, analogamente a quanto si fa con gli array.

 

I reference

I reference (riferimenti) sono sotto certi aspetti un costrutto a metà tra puntatori e le usuali variabili: come i puntatori essi sono contenitori di indirizzi, ma non è necessario dereferenziarli per accedere all'oggetto puntato (si usano come se fossero normali variabili). In pratica possiamo vedere i reference come un meccanismo per creare alias di variabili, anche se in effetti questa è una definizione non del tutto esatta.
Così come un puntatore viene indicato nelle dichiarazioni dal simbolo *, un reference viene indicato dal simbolo &:

  int Var = 5;
  float f = 0.5;

  int* IntPtr = &Var;
  int& IntRef = Var;       // nei reference non serve
  float& FloatRef = f;     // utilizzare & a destra di =

Le ultime due righe dichiarano rispettivamente un riferimento a int e uno a float che vengono subito inizializzati usando le due variabili dichiarate prima. Un riferimento va inizializzato immediatamente, e dopo l'inizializzazione non può essere più cambiato; si noti che non è necessario utilizzare l'operatore & (indirizzo di) per eseguire l'inizializzazione. Dopo l'inizializzazione il riferimento potrà essere utilizzato in luogo della variabile cui è legato, utilizzare l'uno o l'altro sara` indifferente:

  cout << "Var = " << Var << endl;
  cout << "IntRef = " << IntRef << endl;
  cout << "Assegnamento a IntRef..." << endl;
  IntRef = 8;
  cout << "Var = " << Var << endl;
  cout << "IntRef = " << IntRef << endl;
  cout << "Assegnamento a Var..." << endl;
  Var = 15;
  cout << "Var = " << Var << endl;
  cout << "IntRef = " << IntRef << endl;

Ecco l'output del precedente codice:

  Var = 5
  IntRef = 5
  Assegnamento a IntRef...
  Var = 8
  IntRef = 8;
  Assegnamento a Var...
  Var = 15
  IntRef = 15

Dall'esempio si capisce perché, dopo l'inizializzazione, un riferimento non possa essere più associato ad un nuovo oggetto: ogni assegnamento al riferimento si traduce in un assegnamento all'oggetto riferito.
Un riferimento può essere inizializzato anche tramite un puntatore:

  int* IntPtr = new int(5);
  // il valore tra parentesi specifica il valore cui
  // inizializzare l'oggetto allocato. Per adesso il
  // metodo funziona solo con i tipi primitivi.
                
  int& IntRef = *IntPtr;

Si noti che il puntatore va dereferenziato, altrimenti si legherebbe il riferimento al puntatore (in questo caso l'uso del riferimento comporta implicitamente una conversione da int* a int).
Ovviamente il metodo può essere utilizzato anche con l'operatore new:

  double& DoubleRef = *new double;
  
  // Ora si puo` accedere all'oggetto allocato
  // tramite il riferimento.

  DoubleRef = 7.3;
  // Di nuovo, e` compito del programmatore
  // distruggere l'oggetto crato con new

  delete &DoubleRef;
        
  // Si noti che va usato l'operatore &, per
  // indicare l'intenzione di deallocare
  // l'oggetto riferito, non il riferimento!

L'uso dei riferimenti per accedere a oggetti dinamici è sicuramente molto comodo perché è possibile uniformare tali oggetti alle comuni variabili, tuttavia è una pratica che bisognerebbe evitare perché può generare confusione e di conseguenza errori assai insidiosi.

 

Uso dei reference

I riferimenti sono stati introdotti nel C++ come ulteriore meccanismo di passaggio di parametri (per riferimento).
Una funzione che debba modificare i parametri attuali può ora essere dichiarata in due modi diversi:

  void Esempio(Tipo* Parametro);

oppure in modo del tutto equivalente

  void Esempio(Tipo& Parametro);

Naturalmente cambierebbe il modo in cui chiamare la funzione:

  long double Var = 0.0;
  long double* Ptr = &Var;
        
  // nel primo caso avremmo
  Esempio(&Var);

  // oppure
  Esempio(Ptr);

  // nel caso di passaggio per riferimento
  Esempio(Var);

  // oppure
  Esempio(*Ptr);

In modo del tutto analogo a quanto visto con i puntatori è anche possibile ritornare un riferimento:

  double& Esempio(float Param1, float Param2) {
    /* ... */
    double* X = new double;
    /* ... */
    return *X;
  }

Puntatori e reference possono essere liberamente scambiati, non esiste differenza eccetto che non è necessario dereferenziare un riferimento e che i riferimenti non possono associati ad un'altra variabile dopo l'inizializzazione.
Probabilmente vi starete chiedendo che motivo c'era dunque di introdurre questa caratteristica dato che i puntatori erano già sufficienti. Il problema in effetti non nasce con le funzioni, ma con gli operatori; il C++ consente anche l'overloading degli operatori e sarebbe spiacevole dover scrivere qualcosa del tipo:

  &A + &B

non si riuscirebbe a capire se si desidera sommare due indirizzi oppure i due oggetti (che potrebbero essere troppo grossi per passarli per valore). I riferimenti invece risolvono il problema eliminando ogni possibile ambiguita` e consentendo una sintassi piu` chiara.

 

Puntatori vs reference

Visto che per le funzioni è possibile scegliere tra puntatori e riferimenti, come decidere quale metodo scegliere? I riferimenti hanno un vantaggio sui puntatori, dato che nella chiamata di una funzione non c'è differenza tra passaggio per valore o per riferimento, è possibile cambiare meccanismo senza dover modificare né il codice che chiama la funzione né il corpo della funzione stessa. Tuttavia il meccanismo dei reference nasconde all'utente il fatto che si passa un indirizzo e non una copia, e ciò può creare grossi problemi in fase di debugging.
Quando è necessario passare un indirizzo è quindi meglio usare i puntatori, che consentono un maggior controllo sugli accessi (tramite la keyword const) e rendono esplicito il modo in cui il parametro viene passato. Esiste comunque una eccezione nel caso dei tipi definiti dall'utente tramite il meccanismo delle classi. In questo caso vedremo che l'incapsulamento garantisce che l'oggetto passato possa essere modificato solo da particolari funzioni (funzioni membro e funzioni amiche), e quindi usare i riferimenti è più conveniente perché non è necessario dereferenziarli, migliorando così la chiarezza del codice; le funzioni membro e le funzioni amiche, in quanto tali, sono invece autorizzate a modificare l'oggetto e quindi quando vengono usate l'utente sa già che potrebbero esserci effetti laterali.
Non si tratta comunque di una regola generale, come per tante altre cose, i progettisti del linguaggio hanno pensato di non limitare l'uso dei costrutti con rigide regole e schemi predefiniti, ma di lasciare al buon senso del programmatore il compito di decidere quale fosse di volta in volta la soluzione migliore.