Referencias y manipulación de arreglos en C++¶

Ya sabemos que un puntero en C++ es una variable que contiene la dirección de memoria de otra variable. ¿Pero qué es una referencia?

Una referencia es un alias o acceso para una variable ya existente, que una vez inicializada no se puede cambiar para hacer referencia a otra. Son en cierto modo similares a los punteros constantes:

int numero{44};
int &ref_numero{numero};
std::cout << ref_numero << std::endl;

Esta tabla resume las diferencias más notables:

Puntero	Referencia
Un puntero se puede inicializar en cualquier momento después de la definición.	Una referencia debe inicializarse en el momento de la definición.
Un puntero puede apuntar al valor NULL.	Una referencia no puede apuntar al valor NULL.
Los punteros deben ser desreferenciados con el asterisco *.	Las referencias se utilizan por su nombre.
Un puntero se puede cambiar para que apunte a cualquier variable del mismo tipo.	Una vez inicializada en una variable, no se puede modificar para que apunte a otra variable.

Así mismo, aunque la referencia no permite cambiar a donde apunta, permite modificar el valor original de la variable referenciada:

ref_numero += 33;  // Modificamos el valor referenciado
std::cout << numero<< std::endl;  // 77

Para evitar eso podemos definir la referencia como constante:

int numero{44};
const int &ref_numero{numero};  // referencia constante
ref_numero += 33;               // error al modificar el valor

Como decía al principio una referencia es en esencia un puntero constante, así que podríamos decir que ambas definiciones tiene un uso parecido:

int numero{44};
const int* const p_numero {&numero};  // puntero constante a valor constante
p_numero += 33;                       // error al modificar el valor

Sin embargo gracias a su capacidad mutable las referencias pueden ser muy útiles para trabajar con arreglos, especialmente para modificarlos secuencialmente.

Por ejemplo, pese a que mediante variables no podemos modificar los elementos en un for por valores:

int numeros[5]{11, 22, 33, 44, 55};

// El for por valor copia los elementos y no son modificables
for (auto numero : numeros)
    numero *= 10;

for (auto numero : numeros)
    std::cout << numero << " ";  // 11 22 33 44 55

Si en lugar de copiar los elementos los almacenamos en referencias, sí podremos modificarlos secuencialmente sin necesidad de índices:

¿Cuándo utilizar unos y otros?

Se recomienda utilizar referencias en parámetros de funciones y para retornar tipos de datos.
Se recomienda utilizar punteros cuando:
- Si se necesita aritmética de punteros o punteros de paso NULL. Por ejemplo para matrices, pues esto acceso se implementa mediante aritmética de punteros.
- Para implementar estructuras de datos como listas enlazadas, árboles, etc. y sus algoritmos, pues para apuntar a diferentes celdas tenemos que usar el concepto de punteros.

Última edición: 08 de Mayo de 2022