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2024-05-05T22:08:50Z

Beispiel in Pascal: Tippfehler entfernt, Kleinkram

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Eine '''Referenz''' ist ein Verweis auf ein [[Objekt (Programmierung)|Objekt]]. Eine Referenz ist damit ein [[Aliasname]] für ein bereits bestehendes Objekt.

== Definitionen ==
Ein [[Zeiger (Informatik)|Zeiger]] ist eine in einer Variablen abgelegte Speicheradresse. Über diese kann das durch sie referenzierte Datenobjekt zugegriffen werden. Technisch ist der Zeiger die einzige Möglichkeit, nicht-absolut auf ein im Hauptspeicher befindliches Datenobjekt zu verweisen. In höheren Programmiersprachen tauchen Zeiger meist implizit auf. In der Zuweisung a = a + 1 ist zum Beispiel mit dem linken a die Speicheradresse der Variablen a und mit dem rechten a ihr Wert gemeint (Wodurch dieser mathematisch falsche Ausdruck überhaupt erst Sinn ergibt). Bei expliziter Verwendung wird die Speicheradresse in einer (Zeiger-)Variablen abgelegt und kann über diese zum Zugriff auf das Datenobjekt verwendet werden.

Ein [[Handle]] ist eine abstrakte Referenz und kann auf verschiedene Arten dargestellt werden. Ein häufiges Beispiel sind [[Datei-Handle]]s, bei denen der zugehörige Metadatensatz (Dateideskriptor) geöffneter Dateien durch eine ganzzahlige [[Losnummer]] identifiziert wird. Das Betriebssystem erwartet bei allen Handhabungen dieser geöffneten Datei (Lesen, Schreiben, Schließen etc.) die Angabe der zugehörigen Losnummer.

Bei [[Verteiltes System|verteilten Systemen]] kann die Referenz mehr als eine [[Speicheradresse]] oder einen [[Bezeichner]] enthalten. Es kann auch eine eingebettete Spezifikation der [[Netzwerkprotokoll]]e enthalten, die zum Lokalisieren und Zugreifen auf das referenzierte [[Objekt (Programmierung)|Objekt]] verwendet werden, sowie die Art und Weise, wie [[Information]]en [[codiert]] oder [[Serialisierung|serialisiert]] werden. So kann beispielsweise eine [[WSDL]]-Beschreibung eines Remote-[[Webservice]]s als Referenzform angesehen werden. Es enthält eine vollständige Spezifikation zum Auffinden und Binden eines bestimmten [[Webdienste]]s. Ein Verweis auf ein verteiltes Live-Objekt ist ein weiteres Beispiel: Es handelt sich um eine vollständige Spezifikation zum Erstellen einer kleinen [[Softwarekomponente]], die als [[Proxy (Rechnernetz)|Proxy]] bezeichnet wird und anschließend eine [[Peer-to-Peer]]-Interaktion durchführt und über die der lokale [[Computer]] möglicherweise Zugriff erhält Daten, die repliziert werden oder nur als schwach konsistenter Nachrichtenstrom existieren. In all diesen Fällen enthält die Referenz den vollständigen Satz von [[Anweisung (Programmierung)|Anweisungen]] oder ein Rezept für den Zugriff auf die Daten. In diesem Sinne dient es demselben Zweck wie ein Bezeichner oder eine Speicheradresse.

== Referenzen in C++ ==

In der [[Programmiersprache]] [[C++]] werden Referenzen sehr häufig und für verschiedene Zwecke eingesetzt:
# als (kürzerer oder verständlicherer) Aliasname für ein bereits bestehendes [[Objekt (Programmierung)|Objekt]]
# zur Optimierung, um Kopien von Objekten zu vermeiden
# in speziellen Memberfunktionen, wie Copy- & Move-Konstruktoren und [[Zuweisungsoperator]]en
# als sogenannte ''universelle Referenz'' (engl.: ''universal reference''), die bei [[Template (C++)|Templates]] einen ''beliebigen Parametertyp'' repräsentiert.

Es gibt in [[C++]] sogenannte ''Lvalue-Referenzen'', die durch ein an den Typ angehängtes <code>&</code> gekennzeichnet werden, und (seit [[C++11]]) zusätzlich noch ''Rvalue-Referenzen'', die durch <code>&&</code> gekennzeichnet werden.

=== Codebeispiele ===

'''Unterschied von Referenz und Kopie:'''
<syntaxhighlight lang="cpp">
int original = 5;
int kopie = original;
int& referenz = original;

kopie = 30; // weist der Kopie den Wert 30 zu. Das Original bleibt unverändert
referenz = 20; // weist der Referenz – und somit auch dem Original – den Wert 20 zu
original = 10; // ändert das Original, womit aber auch die Referenz ihren Wert ändert.
</syntaxhighlight>

'''[[Referenzparameter|Parameterübergabe als Referenz]]:'''
<syntaxhighlight lang="cpp">
void quadrieren(int& x) {
x = x * x;
}

int main() {
int i = 5;
quadrieren(i); // Funktionsaufruf ändert den Wert von i auf 25
}
</syntaxhighlight>

'''Objektreferenzen:'''
<syntaxhighlight lang="cpp">
Bank& nBank = Bankenverzeichnis::nachBLZ("76543210"); // eine Referenz auf ein Bankobjekt wird beschafft
Konto& nKonto1 = nBank.kontoZugriff("1234567"); // eine Referenz auf ein bestimmtes Kontoobjekt wird beschafft
Konto& nKonto2 = nBank.kontoZugriff("1111111"); // eine Referenz auf ein weiteres Kontoobjekt wird beschafft
nKonto1.einzahlung(100.00, "EUR", nKonto2); // eine Methode wird auf nKonto1 gerufen
</syntaxhighlight>

'''Klassendesign:'''
<syntaxhighlight lang="cpp">
class Kunde
{
public:
explicit Kunde(const std::string& name); // 'name' wird aus Effizienzgründen nur als const-Referenz übergeben
explicit Kunde(std::string&& name); // Rvalue-Referenz, erlaubt ein "move" aus dem Namen (seit C++11)

Kunde(const Kunde& other); // Copy-Konstruktor
Kunde(Kunde&& other); // Move-Konstruktor (seit C++11)

const std::string& getName() const; // gibt const-Referenz auf Kundennamen zurück
std::string&& getName() &&; // gibt Rvalue-Referenz zurück, falls Objekt selbst ein RValue ist (ab C++11)
…
};
</syntaxhighlight>

== Beispiel in Pascal ==
{{Hauptartikel|Pascal (Programmiersprache)}}
'''Übergabe ''by reference'' (der Wert der übergebenen Variablen wird geändert)'''

<syntaxhighlight lang="pascal">
procedure quadriere(var wert: integer);
begin
wert := wert * wert;
end;
</syntaxhighlight>
Dieser Prozedur kann nur eine [[Variable (Programmierung)|Variable]] übergeben werden, kein Ausdruck. <code>wert</code> ist der lokale Name der als ''Referenz'' übergebenen Variablen. Mit der [[Zuweisung]] eines Werts wird direkt der Inhalt der übergebenen Variablen geändert.

'''Übergabe ''by value'' (also nur des Werts, nicht der Variablen selbst; der Wert der übergebenen Variablen wird ''nicht'' geändert)'''

<syntaxhighlight lang="pascal">
function quadrat(wert: integer): integer;
begin
quadrat := wert * wert;
end;
</syntaxhighlight>
Das Ergebnis wird als Rückgabewert der Funktion an das Hauptprogramm zurückgegeben.
Die Rückgabe erfolgt durch eine Zuweisung an den Namen der Funktion.<br />
In anderen Programmiersprachen wird dagegen <code>return x * x;</code> verwendet.

Selbst wenn innerhalb der Funktion eine [[Zuweisung]] an <code>wert</code> erfolgen würde, würde dies den Inhalt einer etwa übergebenen [[Variable (Programmierung)|Variablen]] nicht ändern: Übergeben wird nur ein ''Wert''. Der [[Bezeichner]] <code>wert</code> steht für eine lokale Variable, die nur innerhalb der [[Funktion (Programmierung)|Funktion]] gültig ist.

[[Kategorie:Programmiersprachelement]]

Referenz (Programmierung) - Versionsgeschichte

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