C++のis_referenceテンプレートとは？構文と使い方を実例付きで解説

本記事では、C++ STL に含まれる std::is_reference テンプレートの動作、構文、そして具体的な使用例について詳しく解説します。

is_reference は <type_traits> ヘッダーで定義されているテンプレートで、指定した型 T が参照型であるかどうかを判定するために使用されます。

このテンプレートは is_lvalue_reference と is_rvalue_reference を組み合わせたものと考えることができ、どちらか一方が true であれば is_reference の結果も true になります。

C++における「参照」とは？

参照（リファレンス）とは、すでに存在する変数に付けられた別名（エイリアス）のことです。参照はポインタとは異なり、以下のような特徴があります。

• 参照は null（何も指さない状態）にはできませんが、ポインタは null ポインタになり得ます。
• 参照は一度あるオブジェクトで初期化すると、後から別のオブジェクトを参照先として変更することはできません。一方、ポインタはいつでも任意の別のオブジェクトを指し直すことができます。
• 参照は宣言時に必ず初期化しなければなりませんが、ポインタは作成後に初期化しても構いません。

参照は、参照したい変数の前にアンパサンド（&）記号を付けて宣言します。

構文

template <class T> is_reference;

パラメータ

このテンプレートが受け取るパラメータは型 T のみで、渡された型が参照型かどうかを判定します。

戻り値

ブール値（bool）を返します。指定された型が参照型であれば true を、そうでなければ false を返します。

使用例

入力: is_reference<int>::value;
出力: false

入力: is_reference<int&>::value;
出力: true

例1：クラス型に対する判定

#include <iostream>
#include <type_traits>
using namespace std;

class TP {
};

int main() {
    cout << boolalpha;
    cout << "Checking for is_reference: ";
    cout << "\n class TP : " << is_reference<TP>::value;
    cout << "\n class TP&: " << is_reference<TP&>::value;
    cout << "\n class TP&&: " << is_reference<TP&&>::value;
    return 0;
}

上記のコードを実行すると、次のような結果が出力されます。

Checking for is_reference:
class TP : false
class TP&: true
class TP&&: true

例2：さまざまな基本型に対する判定

#include <iostream>
#include <type_traits>
using namespace std;

int main() {
    cout << boolalpha;
    cout << "Checking for is_reference: ";

    // int
    cout << "\n int: " << is_reference<int>::value;
    cout << "\n int&: " << is_reference<int&>::value;
    cout << "\n int&&: " << is_reference<int&&>::value;

    // char
    cout << "\n char: " << is_reference<char>::value;
    cout << "\n char&: " << is_reference<char&>::value;
    cout << "\n char&&: " << is_reference<char&&>::value;

    // float
    cout << "\n float: " << is_reference<float>::value;
    cout << "\n float&: " << is_reference<float&>::value;
    cout << "\n float&&: " << is_reference<float&&>::value;

    // double
    cout << "\n double: " << is_reference<double>::value;
    cout << "\n double&: " << is_reference<double&>::value;
    cout << "\n double&&: " << is_reference<double&&>::value;

    return 0;
}

上記のコードを実行すると、次のような結果が出力されます。

Checking for is_reference:
int: false
int&: true
int&&: true
char: false
char&: true
char&&: true
float: false
float&: true
float&&: true
double: false
double&: true
double&&: true

補足：C++17以降では is_reference_v が便利

C++17 以降では、変数テンプレートである is_reference_v<T> も利用できます。::value を明示的に書く必要がなくなり、コードをより簡潔に記述できます。

static_assert(!is_reference_v<int>, "int は参照型ではない");
static_assert(is_reference_v<int&>, "int& は参照型");