関数

[C++] 関数の引数の使い方(値渡し/参照渡し/ポインタ渡し)

C++では関数の引数を「値渡し」「参照渡し」「ポインタ渡し」の3つの方法で扱えます。

値渡しは引数の値をコピーして渡すため、関数内での変更は元の値に影響しません。

参照渡しは引数の参照を渡すため、関数内での変更が元の値に反映されます。

ポインタ渡しは引数としてポインタを渡し、ポインタを介して元の値を操作します。

参照渡しは安全で簡潔ですが、ポインタ渡しは動的メモリ管理やNULLチェックが必要な場合に有用です。

目次から探す

値渡しとは
参照渡しとは
ポインタ渡しとは
値渡し・参照渡し・ポインタ渡しの比較
- 各渡し方の利点と欠点
実践的な使い分けのポイント
まとめ

値渡しとは

値渡しは、関数に引数を渡す際の基本的な方法です。

この方法では、引数として渡された値のコピーが関数内で使用されます。

つまり、関数内での変更は元の変数には影響を与えません。

値渡しは、データの安全性を確保するために便利ですが、大きなデータ構造を扱う場合にはパフォーマンスに影響を与えることがあります。

以下に、値渡しのサンプルコードを示します。

#include <iostream>
using namespace std;
void increment(int value) {
    value++;  // 引数のコピーをインクリメント
    cout << "関数内の値: " << value << endl;  // 関数内の値を表示
}
int main() {
    int originalValue = 5;
    cout << "関数呼び出し前の値: " << originalValue << endl;  // 元の値を表示
    increment(originalValue);  // 値渡しで関数を呼び出し
    cout << "関数呼び出し後の値: " << originalValue << endl;  // 元の値を再表示
    return 0;
}

関数呼び出し前の値: 5
関数内の値: 6
関数呼び出し後の値: 5

この例では、increment関数にoriginalValueを値渡ししています。

関数内でvalueをインクリメントしても、元のoriginalValueには影響がありません。

これが値渡しの特徴です。

参照渡しとは

参照渡しは、関数に引数を渡す際に、引数の実体(元の変数)への参照を渡す方法です。

この方法では、関数内での変更が元の変数に直接影響を与えます。

参照渡しは、特に大きなデータ構造を扱う際に効率的で、メモリのコピーを避けることができます。

以下に、参照渡しのサンプルコードを示します。

#include <iostream>
using namespace std;
void increment(int& value) {  // 引数を参照渡し
    value++;  // 元の変数をインクリメント
    cout << "関数内の値: " << value << endl;  // 関数内の値を表示
}
int main() {
    int originalValue = 5;
    cout << "関数呼び出し前の値: " << originalValue << endl;  // 元の値を表示
    increment(originalValue);  // 参照渡しで関数を呼び出し
    cout << "関数呼び出し後の値: " << originalValue << endl;  // 元の値を再表示
    return 0;
}

関数呼び出し前の値: 5
関数内の値: 6
関数呼び出し後の値: 6

この例では、increment関数にoriginalValueを参照渡ししています。

関数内でvalueをインクリメントすると、元のoriginalValueも同様に変更されます。

これが参照渡しの特徴です。

ポインタ渡しとは

ポインタ渡しは、関数に引数を渡す際に、引数のアドレス(ポインタ)を渡す方法です。

この方法では、関数内でポインタを介して元の変数にアクセスし、変更を加えることができます。

ポインタ渡しは、特に動的メモリ管理や複雑なデータ構造を扱う際に便利です。

値渡しや参照渡しと同様に、元の変数に影響を与えることができますが、ポインタの扱いには注意が必要です。

以下に、ポインタ渡しのサンプルコードを示します。

#include <iostream>
using namespace std;
void increment(int* value) {  // 引数をポインタ渡し
    (*value)++;  // ポインタを介して元の変数をインクリメント
    cout << "関数内の値: " << *value << endl;  // 関数内の値を表示
}
int main() {
    int originalValue = 5;
    cout << "関数呼び出し前の値: " << originalValue << endl;  // 元の値を表示
    increment(&originalValue);  // ポインタ渡しで関数を呼び出し
    cout << "関数呼び出し後の値: " << originalValue << endl;  // 元の値を再表示
    return 0;
}

関数呼び出し前の値: 5
関数内の値: 6
関数呼び出し後の値: 6

この例では、increment関数にoriginalValueのアドレスをポインタ渡ししています。

関数内でポインタを介してvalueをインクリメントすると、元のoriginalValueも変更されます。

これがポインタ渡しの特徴です。

ポインタを使用することで、より柔軟なデータ操作が可能になりますが、ポインタの管理には注意が必要です。

値渡し・参照渡し・ポインタ渡しの比較

値渡し、参照渡し、ポインタ渡しは、C++における関数の引数の渡し方ですが、それぞれに特徴と利点があります。

以下の表で、これらの違いを比較します。

特徴	値渡し	参照渡し	ポインタ渡し
引数の渡し方	値のコピー	変数への参照	変数のアドレス
元の変数への影響	影響なし	影響あり	影響あり
メモリ使用量	大きなデータで非効率的	効率的	効率的
安全性	高い	中程度	低い(ポインタの誤使用の可能性)
使用例	小さなデータ型の引数	大きなデータ型やオブジェクト	動的メモリ管理や複雑なデータ構造