Ссылки в foreach в PHP

При работе с циклом foreach изменение переменной для элементов не приводит к изменениям самого массива:

php<?php
  $arr = [1, 2, 3, 4, 5];
  
  foreach ($arr as $elem) {
    $elem++;
  }
  
  var_dump($arr); // не изменится
?>

Однако, нужного эффекта можно добиться, если объявить переменную для элементов ссылкой. В этом случае изменения этой переменной будут приводить к изменениям в массиве:

php<?php
  $arr = [1, 2, 3, 4, 5];
  
  foreach ($arr as &$elem) {
    $elem++;
  }
  
  var_dump($arr); // изменится
?>

php<?php
  $arr = [1, 2, 3, 4, 5];

  foreach ($arr as &$elem) {
    $elem = sqrt($elem);
  }
  
  var_dump($arr); 
?>

php<?php
  $arr = [1, 2, 3, 4, 5];

  foreach ($arr as &$elem) {
    $elem ** 2;
  }
  
  var_dump($arr); 
?>