Passage par référence versus par pointeur

Bonjour,

Je cherche à comprendre la différence entre un passage par référence versus un passage par pointeur. Pour moi, ça fait la même chose, à part que la syntaxe est différente. Dans les deux cas, les modifications sont faites directement sur la valeur origniale et il n'y a pas de copie temporaire. Est-ce que c'est préférable d'utiliser l'un à l'autre dans certaines situations ?

Code:

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1 2 3

void test(Image &img){ ... }

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Code:

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1 2 3 4

void test(Image * img){ ... }

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merci !

Bonsoir.

Je suis debutant en C++, donc je vais peut etre raconter des betise.

Mais bon.

Dans le fond, tu as raison : passage par reference ou passage par pointeur font la meme chose, ils changent le contenu de la variable pointé/referencé.
Cependant, il est infiniment plus simple d'utiliser une reference qu'un pointeur.
Les erreurs de memoire sont moins frequente (voir inexistante puisqu'une reference ne peut changer de referent).

Salut, et bienvenue sur le forum.

Effectivement, si l'on compare le code exécutable généré lors de l'utilisation d'un pointeur et celui généré lors de l'utilisation d'une référence, on remarque... qu'il est strictement identique.

Cependant la référence a l'énorme avantage sur le pointeur d'apporter une garantie de non nullité, et de respecter la constance.

En effet, une référence doit être initialisée (pour représenter un objet existant) au moment de sa déclaration ou, s'il s'agit d'un membre de classe, au moment de la création de l'objet au grand plus tard (dans la liste d'initialisaton).

Ainsi, alors que le code suivant serait accepté:

Code:

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1 2	Type * ptr; // ptr pointe strictement n'importe où... sans doute // dans les "matitis"

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tu ne peux envisager de déclarer une référence qu'en... lui indiquant directement l'objet dont elle se fait l'alias:

Code:

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1 2 3 4 5

/* cette ligne est refusée à la compilation */ Type & badRef; /* pour que ce soit accepté, il faut l'initialiser directement */ type obj; Type & ref = obj;

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Cela ne veut pas dire qu'il est tout à fait impossible d'obtenir une référence invalide, mais le risque est limité au stricte minimum, et tout compilateur bien réglé sera en mesure d'au minimum émettre un avertissement à ce sujet ;)

Le cas typique dans lequel on obtiendra une référence invalide sera celui dans lequel on essaye de renvoyer par référence un objet "temporaire" (créé au sein d'une fonction) comme

Code:

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1 2 3 4 5 6 7

Type & foo() { Type t; /* ... */ return t; // nous aurons au minimum l'avertissement "reference to // locale variable 't' returned " (si le compilateur est bien réglé) };

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En ce qui concerne la constance, elle va s'appliquer, pour les pointeurs, différemment en fonction de l'endroit où se trouve le mot clé const:

S'il se trouve soit à gauche du type (ce qui est une écriture régulièrement utilisée mais qui représente en fait une règle particulière) ou entre le type et l'étoile indiquant que l'on a un pointeur, il s'applique à l'objet pointé.

Ainsi le code suivant sera refusé:

Code:

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1 2 3 4

int i=3; const int * ptr =&i; // revient au même que int const * ptr = &i; ++*ptr; // ptr pointe sur un objet constant, on ne peut donc pas // modifier l'objet

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et, s'il est à droite de l'étoile, il indique que le pointeur ne pourra pas pointer vers un autre objet (sans pour autant assurer la constance de l'objet pointé).

Ainsi, si le code suivant sera accepté

Code:

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1 2 3 4

int i=4; int * const ptr=&i; //C'est le pointeur qui est constant, pas l'objet ++*ptr; cout<<*ptr; // affiche "5"

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mais le code suivant sera refusé (car le pointeur ne peut pas être modifié)

Code:

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1 2 3 4 5

int i=4; int *const ptr=& i; // OK, on initialise ptr pour qu'il prenne l'adresse de i int j= 5: ptr = &j; // Refusé: on ne peut pas changer l'adresse mémoire vers laquelle // pointe ptr

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Et, bien sur, il est possible de déclarer un pointeur constant sur un objet constant (ni l'objet ni le pointeur ne peuvent être modifiés):

Code:

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int i = 4; int const * const ptr= &i; // revient au même que const int * const ptr = &i; ++*ptr; // Refusé : l'objet pointé par ptr est constant int j =5; ptr = &j; // Refusé: on ne peut pas changer l'adresse mémoire vers laquelle // pointe ptr

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Alors qu'avec une référence, les choses sont claires: si une référence est déclarée constante, cela signifie:

1. que l'on ne peut pas modifier l'objet
2. que l'on ne peut pas décider de se servir de la référence comme alias pour un autre objet.

Nous en arrivons donc au résultat suivant:

Code:

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1 2 3 4 5 6

int i = 8; int const & ref = i; // revient au même que const int & ref = i; mais en // respectant la règle générale ++ref; // refusé : i est considéré comme étant constant int j = 10; ref = j; // refusé: ref ne peut pas représenter autre chose que i

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En outre, il faut se souvenir que l'utilisation des pointeurs est énormément associée à la gestion dynamique de la mémoire (création avec new ou new[] et destruction respectivement avec delete ou delete[]), et que la gestion dynamique de la mémoire est le champs de mines par excellence qu'il s'agit d'éviter autant que possible.

En effet, si tu manipule un pointeur qui pointe vers un objet détruit, tu va envoyer le compilateur "cueillir les marguerites" et tu te retrouvera, toujours trop tard, avec une fantastique erreur de segmentation, et, si tu n'y prend pas gare, tu peux facilement à essayer de libérer la mémoire d'un objet... qui a déjà été détruit, ce qui ne vaut guère mieux :aie:

Or, il faut comprendre que le C++ fournit, au travers des différents conteneurs qu'il présente ou au travers de sa classe string, tout ce qu'il faut pour éviter à l'utilisateur de gérer dynamiquement la mémoire si ce n'est pas tout à fait indispensable.

Comprenons nous: la gestion dynamique de la mémoire a toujours bien lieu, mais elle se fait de manière tout à fait transparente pour l'utilisateur (comprend: tu n'a pas à t'en occuper toi-même), et souvent de manière bien plus efficace que ce que tu pourrais faire ;)

Au final, le seul cas où tu dois envisager la gestion dynamique de la mémoire sera celui où tu souhaite manipuler une collections d'objets en les faisant passer pour des objets du type parent (dans le cadre de l'héritage et du polymorphisme).


Enfin, même si ce n'est qu'un détail, il faut avouer que le fait de garder exactement la même syntaxe lorsque l'on manipule une référence que lorsque l'on manipule l'objet lui-même est presque rassurant:

Qui n'a jamais "pesté" parce que, ayant oublié qu'il manipulait un pointeur, il s'est fait envoyer sur les roses par le compilateur en ayant utilisé le point plutôt que la flèche :question:

En conclusion, l'idéal en C++ sera toujours de manipuler des références (éventuellement constantes) partout où c'est possible et de ne manipuler des pointeurs que lorsque l'on n'a vraiment pas le choix ;)

Merci Koala01 pour ta réponse très complète et très utile ! :)

Et SofEvans tu avais aussi raison, comme moi, sans savoir vraiment pourquoi !

En fait, elle n'est pas encore tout à fait complète, parce que la prochaine norme prévois la mise au point de "rvalue references" dont je n'ai absolument pas parlé jusqu'à présent :aie:

L'astuce, c'est que j'ai moi même le plus grand mal à concevoir une explication qui tienne la route pour l'instant (re :aie:)

Citation:

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Envoyé par koala01

En conclusion, l'idéal en C++ sera toujours de manipuler des références (éventuellement constantes) partout où c'est possible et de ne manipuler des pointeurs que lorsque l'on n'a vraiment pas le choix ;)

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Pas d'accord. Je n'arrive pas à considérer que

Code:

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void foo(T& t) { delete &t; }

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et meilleur que

Code:

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void foo(T* t) { delete t; }

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Commençons par les cas où le pointeur est nécessaire:
- pour les passages d'argument: quand il faut pouvoir passer NULL
- pour les variables, quand elles peuvent valoir NULL ou qu'il faut pouvoir modifier l'objet désigné
Les références elles sont indispensables:
- pour les arguments modifiables des opérateurs (et parfois pour leurs arguments non modifiables pour des raisons de performances)
- dans quelques cas imposés par le langage (constructeur de copie par exemple)
- pour prolonger la durée de vie de temporaires

J'ai peut-être oublié un cas ou l'autre, mais le choix entre référence et pointeur est effectivement bien souvent un choix purement conventionnel. Et je trouve que la convention "les références quand on peut, les pointeurs quand on doit" est pousser dans le sens des références un peu trop fort.

Ma pratique?

D'une part, je fais attention au style du composant utilisé. Mes règles personnelles sont moins importantes que ce respect de la manière dont a été conçu ce que j'utilise. Donc si j'ai à manipuler un type fourni par une bibliothèque, dont toutes les objets sont créés par une factory mais dont toute l'API prend des références -- ce qui est contraire à la manière dont je concevrais --, je ne vais pas transformer assez rapidement le pointeur que j'ai obtenu en créant un objet en une référence.

Comme paramètre, une référence signifie pour moi que la durée de vie peut être locale à la fonction appelante: on ne la conservera pas au delà du retour de la fonction -- de la durée de vie de l'objet pour un constructeur; on ne contrôlera pas sa durée de vie.

En général mon choix se fait généralement par types. Les types pour lesquels avoir une variable locale a du sens (valeur, entités du genre IOStream ou RAII) sont passé par référence, les types pour lesquels avoir une variable locale est rare (objets créés uniquement par une factory par exemple) sont passés par pointeur.

Citation:

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Envoyé par Jean-Marc.Bourguet

Pas d'accord. Je n'arrive pas à considérer que

Code:

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void foo(T& t) { delete &t; }

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est meilleur que

Code:

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1 2 3 4

void foo(T* t) { delete t; }

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Je l'admet, mais ton exemple implique que ce qui est transmis sous la forme de t soit à la base un pointeur dont la mémoire est gérée dynamiquement.

J'aurais effectivement du préciser que, si l'objet à passer en argument est à la base un pointeur (parce que tu n'a pas le choix), il reste logique de continuer à le manipuler sous la forme d'un pointeur dans la fonction appelée...

Citation:

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Commençons par les cas où le pointeur est nécessaire:
- pour les passages d'argument: quand il faut pouvoir passer NULL
- pour les variables, quand elles peuvent valoir NULL ou qu'il faut pouvoir modifier l'objet désigné

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Je rajouterais:
-pour les variables, lorsque tu as besoin du polymorphisme et que le type de l'objet à créer se détermine selon les circonstances (variable tierce?).

Mais, comme je l'ai indiqué, ce sont des cas dans lesquels... tu n'a pas le choix, soit du fait des circonstances (la variable d'origine est un pointeur ou tu as un besoin de polymorphisme), soit du fait de la restriction de non nullité imposée par les références ;)

Citation:

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Les références elles sont indispensables:
- pour les arguments modifiables des opérateurs (et parfois pour leurs arguments non modifiables pour des raisons de performances)
- dans quelques cas imposés par le langage (constructeur de copie par exemple)

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sur ces deux points, je suis d'accord, par contre, sur le dernier

Citation:

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- pour prolonger la durée de vie de temporaires

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j'ai du mal à l'être (à moins que je ne comprenne pas ce que tu as voulu dire):

Un temporaire étant par définition détruit lorsque l'on sort de la portée dans laquelle il est déclaré, l'utilisation d'une référence en dehors de cette portée aura comme conséquence que la référence est invalide...

Citation:

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J'ai peut-être oublié un cas ou l'autre, mais le choix entre référence et pointeur est effectivement bien souvent un choix purement conventionnel. Et je trouve que la convention "les références quand on peut, les pointeurs quand on doit" est pousser dans le sens des références un peu trop fort.

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C'est effectivement pousser le bouchon un peu loin, mais, en première approche cela me semble malgré tout être une bonne pratique...

C'est une règle simple qui, comme toute règle mérite largement d'être affinée, en fonction de situations plus complexes ;)

Citation:

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Ma pratique?

D'une part, je fais attention au style du composant utilisé. Mes règles personnelles sont moins importantes que ce respect de la manière dont a été conçu ce que j'utilise. Donc si j'ai à manipuler un type fourni par une bibliothèque, dont toutes les objets sont créés par une factory mais dont toute l'API prend des références -- ce qui est contraire à la manière dont je concevrais --, je ne vais pas transformer assez rapidement le pointeur que j'ai obtenu en créant un objet en une référence.

Comme paramètre, une référence signifie pour moi que la durée de vie peut être locale à la fonction appelante: on ne la conservera pas au delà du retour de la fonction -- de la durée de vie de l'objet pour un constructeur; on ne contrôlera pas sa durée de vie.

En général mon choix se fait généralement par types. Les types pour lesquels avoir une variable locale a du sens (valeur, entités du genre IOStream ou RAII) sont passé par référence, les types pour lesquels avoir une variable locale est rare (objets créés uniquement par une factory par exemple) sont passés par pointeur.

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tu as tout à fait raison, mais on est déjà loin de la "première approche" sous tendue par Seabast888 qui est de vouloir savoir la différence entre un pointeur et une référence.

On reproche souvent aux "gurus" (tous langage confondus, mais principalement en C et en C++) de présenter directement les choses trop en profondeur et, bien que je sois tout à fait d'accord avec toi, tu es peut-être tombé dans cet excès ;)

Citation:

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Un temporaire étant par définition détruit lorsque l'on sort de la portée dans laquelle il est déclaré, l'utilisation d'une référence en dehors de cette portée aura comme conséquence que la référence est invalide...

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Il faisait référence (c'est le cas de le dire :p) au mécanisme qui fait qu'un temporaire binder à une const référence voit sa durée de vie étendu à celle de la référence?

Si je puis me permettre d'ajouter mon grain de sel, je dirais que le passage par pointeur à l'avantage d'être visible au niveau de l'appel.

Donc pour augmenter la lisibilité de mon code, j'aime bien passer par pointeur les paramètres susceptibles d'être modifiés durant l'appel.

Comme ça, quand je vois l'appel foo( bar,&zol ) ; je me dis "tiens, zol peut être modifié par foo..."

Du coup, mes passages par référence sont souvent const.

Voila, c'est tout... :mrgreen:

Citation:

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-pour les variables, lorsque tu as besoin du polymorphisme et que le type de l'objet à créer se détermine selon les circonstances (variable tierce?).

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Rien ne t'empèches d'utiliser une référence (même si ce n'est pas généralement ce que je ferais). Je donnais les cas où le langage ne laisse pas le choix.

Citation:

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Un temporaire étant par définition détruit lorsque l'on sort de la portée dans laquelle il est déclaré, l'utilisation d'une référence en dehors de cette portée aura comme conséquence que la référence est invalide...

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Un temporaire est détruit à la find de l'expression dans laquelle il a été créé, sauf s'il est bindé à une référence auquel cas sa durée de vie est prolongée pour celle de la référence.

Citation:

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C'est effectivement pousser le bouchon un peu loin, mais, en première approche cela me semble malgré tout être une bonne pratique...

C'est une règle simple qui, comme toute règle mérite largement d'être affinée, en fonction de situations plus complexes ;)

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Moi pas. Je l'ai vu trop souvent finir avec delete &ref.

Citation:

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tu as tout à fait raison, mais on est déjà loin de la "première approche" sous tendue par Seabast888 qui est de vouloir savoir la différence entre un pointeur et une référence.

On reproche souvent aux "gurus" (tous langage confondus, mais principalement en C et en C++) de présenter directement les choses trop en profondeur et, bien que je sois tout à fait d'accord avec toi, tu es peut-être tombé dans cet excès ;)

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Tu veux une règle simple: ne jamais devoir utiliser l'opérateur &.

Citation:

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Envoyé par Goten

Il faisait référence (c'est le cas de le dire :p) au mécanisme qui fait qu'un temporaire binder à une const référence voit sa durée de vie étendu à celle de la référence?

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Exact.

Citation:

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Envoyé par sopsag

Si je puis me permettre d'ajouter mon grain de sel, je dirais que le passage par pointeur à l'avantage d'être visible au niveau de l'appel.

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Un argument dont j'ai toujours eu du mal à voir la portée... j'ai dû faire trop d'Algol, Pascal et autre Ada avant de faire réellement du C++. Ça me semble un argument de quelqu'un qui n'a toujours pas fait la migration depuis le C.

Citation:

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Comme ça, quand je vois l'appel foo( bar,&zol ) ; je me dis "tiens, zol peut être modifié par foo..."

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Si tu as besoin de ça, c'est que foo est mal nommé et a une fonction mal définie.

Citation:

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Du coup, mes passages par référence sont souvent const.

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Jamais d'opérateur d'affectation, jamais d'IOStream? :-)

Citation:

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Envoyé par Jean-Marc.Bourguet

Un temporaire est détruit à la find de l'expression dans laquelle il a été créé, sauf s'il est bindé à une référence auquel cas sa durée de vie est prolongée pour celle de la référence.

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Référence constante, AFAIK, ça ne marche pas avec les références non const.

Citation:

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Envoyé par Jean-Marc.Bourguet

Tu veux une règle simple: ne jamais devoir utiliser l'opérateur &.

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Bien vu :king:

J'ai l'impression que nous sommes encore une fois fondamentalement d'accord sur le principe, mais que nous l'exprimons de manière trop différente pour que cela saute aux yeux :D

Et du coup, les deux règles combinées (ne jamais devoir utiliser l'opérateur & et utiliser les références quand tu peux, les pointeurs quand tu n'a pas le choix) expriment clairement la portée du principe que l'on essaye de faire valoir ;)

Citation:

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Envoyé par sopsag

Si je puis me permettre d'ajouter mon grain de sel, je dirais que le passage par pointeur à l'avantage d'être visible au niveau de l'appel.

Donc pour augmenter la lisibilité de mon code, j'aime bien passer par pointeur les paramètres susceptibles d'être modifiés durant l'appel.

Comme ça, quand je vois l'appel foo( bar,&zol ) ; je me dis "tiens, zol peut être modifié par foo..."

Du coup, mes passages par référence sont souvent const.

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Citation:

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Envoyé par Jean-Marc.Bourguet

Un argument dont j'ai toujours eu du mal à voir la portée... j'ai dû faire trop d'Algol, Pascal et autre Ada avant de faire réellement du C++. Ça me semble un argument de quelqu'un qui n'a toujours pas fait la migration depuis le C.

Si tu as besoin de ça, c'est que foo est mal nommé et a une fonction mal définie.

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Je ne peux qu'être d'accord avec Jean Marc...

La première qualité d'un code (je serais presque tenté de dire "avant même de faire ce que l'on attend de lui" ) est d'être facilement compréhensible par l'humain qui l'a devant les yeux...

Une grosse part de cette qualité est obtenue en choisissant des identifiants pour ses variables, ses fonctions, ses types personnalisés (et tout le reste) suffisamment explicites pour qu'ils reflètent exactement le but que l'on attend d'eux.

En plus, ton point de vue ne respecte pas cette fameuse "nouvelle" regle de ne jamais devoir utiliser l'opérateur & ;):D

En poussant ce principe à l'extrême, on pourrait presque estimer que, dans le code suivant, les identifiants i et j pourraient très bien être remplacés respectivement par ligne et colonne

Code:

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1 2 3 4

int matrice[3][3]; for(int i=0;i<3;++i) for(int j=0;j<3;++j) matrice[i][j]=i*3+j;

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Même si j'admets sans peine que, dans des cas similaires, ce serait peut être pousser le bouchon un peu loin (quoi, que...) ;)

Citation:

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Envoyé par Jean-Marc.Bourguet

Ça me semble un argument de quelqu'un qui n'a toujours pas fait la migration depuis le C.

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Vouaye, c'est pas faux... :oops:

@sopsag: En C, on a aussi des pointeurs const et non-const: J'ai pensé comme toi pendant un moment, mais une fois qu'on se met à utiliser les structures comme il faut, l'argument tombe un peu à l'eau...

Par contre, j'ai tendance à utiliser beaucoup les pointeurs pour des paramètres optionnels (souvent des paramètres en sortie), plutôt que des surcharges de fonction: Quatre paramètres optionnels donneraient 16 surcharges différentes!

Citation:

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Envoyé par koala01

J'ai l'impression que nous sommes encore une fois fondamentalement d'accord sur le principe, mais que nous l'exprimons de manière trop différente pour que cela saute aux yeux :D

Et du coup, les deux règles combinées (ne jamais devoir utiliser l'opérateur & et utiliser les références quand tu peux, les pointeurs quand tu n'a pas le choix) expriment clairement la portée du principe que l'on essaye de faire valoir ;)

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Ma pratique est plus proche de pointeur par défaut et référence quand utiliser un pointeur impliquerait d'utiliser l'opérateur &.

Citation:

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En poussant ce principe à l'extrême, on pourrait presque estimer que, dans le code suivant, les identifiants i et j pourraient très bien être remplacés respectivement par ligne et colonne

Code:

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1 2 3 4

int matrice[3][3]; for(int i=0;i<3;++i) for(int j=0;j<3;++j) matrice[i][j]=i*3+j;

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Même si j'admets sans peine que, dans des cas similaires, ce serait peut être pousser le bouchon un peu loin (quoi, que...) ;)

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l et c bien que i et j ne me gène pas du tout. Le principe est que plus la portée est restreinte, plus le nom peut être court.