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Como retornar uma referência ao último elemento de um vector C++ usando a função back()

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O último elemento de um contêiner STL vector pode ser acessado por meio da função back(). Como esta função é sobrecarregada, temos duas opções:

reference back();
const_reference back() const;  
A primeira versão é do tipo T&, ou seja, retorna uma referência ao último elemento. Veja:

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#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;

int main(int argc, char *argv[]){
  // um vector vazio que conterá inteiros
  vector<int> valores;

  // vamos inserir três elementos
  valores.push_back(54);
  valores.push_back(13);
  valores.push_back(87);

  // vamos obter o valor do último elemento do vector
  // Note que back() pode ser usada dos dois lados
  // de uma operação de atribuição
  int valor = valores.back();
  cout << "Último elemento: " << valor << endl;

  // vamos alterar o valor do último elemento
  valores.back() = 102;

  // vamos testar o resultado
  cout << "Último elemento: " << valores.back() << endl;

  system("PAUSE"); // pausa o programa
  return EXIT_SUCCESS;
}

Ao executar este código C++ nós teremos o seguinte resultado:

Último elemento: 87
Último elemento: 102

Note que aqui nós usamos:

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int valor = valores.back();

para guardar o valor do último elemento na variável valor. Poderíamos também usar:

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int& valor = valores.back();
valor = 102;

Agora valor é uma referência direta ao último elemento do vector. Desta forma, qualquer alteração no valor da variável valor afetará também o último elemento do vector.

Observe agora o seguinte trecho de código:

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int valor = valores.back(); // o último elemento é 87
valores.back() = 20;
cout << "Último elemento: " << valor << endl;

Aqui nós acessamos o valor do último elemento, guardarmos-o na variável valor e atribuímos o valor 20 à valores.back(). Porém, ao imprimirmos a variável valor o seu conteúdo ainda é 87. De fato, o que gostaríamos é que uma alteração em valores.back() afetasse também a variável valor. Assim:

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int& valor = valores.back(); // o último elemento é 87
valores.back() = 20;
cout << "Último elemento: " << valor << endl;

Mas, como evitar alterações diretas na variável valor? Podemos declarar valor como uma referência constante, ou seja, usar a segunda versão da função back(), a saber const T&, que retorna uma referência constante. Veja:

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const int& valor = valores.back(); // o último elemento é 87
valores.back() = 20;
valor = 300; // esta linha não compila
cout << "Último elemento: " << valor << endl;

Agora o efeito que queríamos é alcançado. Alterações em valores.back() afetam a variável valor, mas, não podemos alterar valor diretamente, já que esta variável é uma referência constante agora.

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