C#-函數參數的傳遞

2019-11-14 16:35:11

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供稿：網友

近段時間，有幾個剛剛開始學習C#語言的愛好者問我：C#中的函數，其參數的傳遞，按值傳遞和按引用傳遞有什么區別。針對這一問題，我簡單寫了個示例程序，用以講解，希望我沒有把他們繞暈。因為，常聽別人說起：“你不說我還明白，你一說，我就糊涂了”。
    好，現在開始吧。
    我們知道，在C#中，類型有值類型（例如int）和引用類型（例如string）之分，傳遞參數有按值傳遞和按引用傳遞之分。這樣，簡單的組合一下，我們可以得到以下幾種傳遞方式：（1）按值傳遞值類型。（2）按值傳遞引用類型。（3）按引用傳遞值類型。（4）按引用傳遞引用類型。一般來說，除非使用特定的關鍵字（ref和out）否則參數是按值傳遞的。也就是說，會傳遞一個副本。傳遞副本的一個好處是，可以避免誤操作而影響了原始值。原因是在被調用的函數體內，操作的是副本的值，而不是原始值。當然，傳遞副本也是有副作用的，最為突出的應該是由于復制而產生的性能損耗，這點在大型的值類型身上尤為突出。那么C#的編譯器的默認行為為什么不是使用按引用傳遞參數呢？呵呵，其實我沒仔細深入思考過這個問題。我猜測，是因為安全因素吧，就是怕函數誤操作了原始值。這點應該和C#的編譯器要求顯示使用關鍵字（ref和out）差不多，都是為了清楚地表達使用的意圖，以避免誤操作。使用ref等關鍵字，暗示函數調用者知道，在函數體內，也許存在修改原始值的語句，會改變參數的值（或者叫狀態）。
    用個簡單的示例演示一下。
    示例代碼如下所示：

java代碼

using System;
namespace DonLiang
{
class Sample
{
值類型測試函數#region 值類型測試函數
public static void foo(int x)
{
x = 10;
}
//*
public static void foo(ref int x)
{
x = 10;
}
//*/
/**//*
public static void foo(out int x)
{
x = 10;
}
//*/
#endregion
輔助引用類型#region 輔助引用類型
public class Point
{
PRivate int m_x;
private int m_y;
public Point()
{
m_x = 0;
m_y = 0;
}
public Point(int x, int y)
{
m_x = x;
m_y = y;
}
public void Change(int x, int y)
{
m_x = x;
m_y = y;
}
public override string ToString()
{
return string.Format("The Point is ({0},{1})", m_x.ToString(), m_y.ToString());
}
}
#endregion
引用類型測試函數#region 引用類型測試函數
public static void foo(Point p)
{
p.Change(10, 10);
}
public static void foo(ref Point p)
{
p.Change(100, 100);
}
public static void other(Point p)
{
Point tmp = new Point(13, 16);
p = tmp;
}
public static void other(ref Point p)
{
Point tmp = new Point(138, 168);
p = tmp;
}
#endregion
Main#region Main
static void Main(string[] args)
{
int n = 5;
//call the foo(int x) method and check what happened.
Console.WriteLine("before call foo(int x) the n = " + n.ToString());
foo(n);
Console.WriteLine("after call foo(int x) the n = " + n.ToString());
Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");
//call the foo(ref int x) method and check what happened.
Console.WriteLine("before call foo(ref int x) the n = " + n.ToString());
foo(ref n);
//foo(out n);
Console.WriteLine("after call foo(ref int x) the n = " + n.ToString());
Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");
Point p = new Point(5, 5);
Point q = p;
//call the foo(Point p) method and check what happened.
Console.WriteLine("before call foo(Point p) the p = " + p.ToString());
foo(p);
Console.WriteLine("after call foo(Point p) the p = " + p.ToString());
Console.WriteLine("q = " + q.ToString());
Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");
//call the foo(ref Point p) method and check what happened.
Console.WriteLine("before call foo(ref Point p) the n = " + p.ToString());
foo(ref p);
Console.WriteLine("after call foo(ref Point p) the n = " + p.ToString());
Console.WriteLine("q = " + q.ToString());
Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");
//call the other(Point p) method and check what happened.
Console.WriteLine("before call other(Point p) the n = " + p.ToString());
other(p);
Console.WriteLine("after call other(Point p) the n = " + p.ToString());
Console.WriteLine("q = " + q.ToString());
Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");
//call the other(ref Point p) method and check what happened.
Console.WriteLine("before call other(ref Point p) the n = " + p.ToString());
other(ref p);
Console.WriteLine("after call other(ref Point p) the n = " + p.ToString());
Console.WriteLine("q = " + q.ToString());
Console.ReadLine();
}
#endregion
}
}

接下來，簡單分析一下這個結果：
    （1）按值傳遞值類型
    初始值為5，調用函數的時候，弄了個副本給函數折騰，于是，從函數返回后，值還是5。嗯，本來應該弄個堆棧圖出來的，可是，圖是在太難畫，因此，我偷懶，用VS2008的調試監視器看看：

    （2）按引用傳遞值類型
    初始值還是5，這次換了個傳遞參數的方式——按引用傳遞，這次可不是副本了，而是原始值（的地址），這就類似大牌的武打演員總不能老是使用替身一樣，偶爾還是要親自上陣的。既然是親自上陣，那么，值被修改為10就不足為奇了。正如結果圖所示，n=10了。

    （3）按值傳遞引用類型和按引用傳遞引用類型
    之所以把這兩個放在一起講，是因為，如結果圖所示，兩種傳遞方式，都成功修改了值——這兩個函數都分別調用了一個輔助修改的函數Change，去修改內部狀態，即m_x,m_y的值，從5到10。呃，竟然都可以成功修改原始值，那么，為什么會存在兩種方式呢？它們有什么區別嗎？分別用在什么地方？為了說明他們的區別，我特意寫了兩個名為other的函數，在函數內new一個Point對象，并使從參數傳遞過來的引用這個新生成的Point對象。值得提醒的是，這個引用其定義在函數體外。其運行如上圖我用方框框起來那個。
    可以很清楚地看到，通過值傳遞方式，可以改變其值，卻不能改變其本身所引用的對象；而按引用傳遞方式可以。

    順便提一下，代碼中，有一段注釋掉的代碼，使用out關鍵字的。當你嘗試將其兩者一起寫著，然后，編譯，C#編譯器是會提示錯誤的（error CS0663: 'foo' cannot define overloaded methods that differ only on ref and out）。其原因是，C#編譯器，對ref和out生成的IL代碼，是相同的；而在CLR層面，是沒有ref和out的區別的。C#中，ref和out的區別，主要是，誰負責初始化這個參數使之能用——ref形式是函數外初始化，而out是函數內初始化。
轉自：http://m.survivalescaperooms.com/DonLiang/archive/2008/02/16/1070717.html