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C# - 函数参数的传递

2024-07-11 00:17:16   224人阅读

近段时间，有几个刚刚开始学习C#语言的爱好者问我：C#中的函数，其参数的传递，按值传递和按引用传递有什么区别。针对这一问题，我简单写了个示例程序，用以讲解，希望我没有把他们绕晕。因为，常听别人说起：“你不说我还明白，你一说，我就糊涂了”。 
    好，现在开始吧。 
    我们知道，在C#中，类型有值类型（例如int）和引用类型（例如string）之分，传递参数有按值传递和按引用传递之分。这样，简单的组合一下，我们可以得到以下几种传递方式：（1）按值传递值类型。（2）按值传递引用类型。（3）按引用传递值类型。（4）按引用传递引用类型。一般来说，除非使用特定的关键字（ref和out）否则参数是按值传递的。也就是说，会传递一个副本。传递副本的一个好处是，可以避免误操作而影响了原始值。原因是在被调用的函数体内，操作的是副本的值，而不是原始值。当然，传递副本也是有副作用的，最为突出的应该是由于复制而产生的性能损耗，这点在大型的值类型身上尤为突出。那么C#的编译器的默认行为为什么不是使用按引用传递参数呢？呵呵，其实我没仔细深入思考过这个问题。我猜测，是因为安全因素吧，就是怕函数误操作了原始值。这点应该和C#的编译器要求显示使用关键字（ref和out）差不多，都是为了清楚地表达使用的意图，以避免误操作。使用ref等关键字，暗示函数调用者知道，在函数体内，也许存在修改原始值的语句，会改变参数的值（或者叫状态）。 
    用个简单的示例演示一下。 
    示例代码如下所示： 

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  1. using System;  
  2.   
  3. namespace DonLiang  
  4. {  
  5.     class Sample  
  6.     {  
  7.         值类型测试函数#region 值类型测试函数  
  8.         public static void foo(int x)  
  9.         {  
  10.             x = 10;  
  11.         }  
  12.   
  13.         //*  
  14.         public static void foo(ref int x)  
  15.         {  
  16.             x = 10;  
  17.         }  
  18.         //*/  
  19.   
  20.         /**//* 
  21.         public static void foo(out int x) 
  22.         { 
  23.             x = 10; 
  24.         } 
  25.         //*/  
  26.         #endregion  
  27.   
  28.         辅助引用类型#region 辅助引用类型  
  29.         public class Point  
  30.         {  
  31.             private int m_x;  
  32.             private int m_y;  
  33.   
  34.             public Point()  
  35.             {  
  36.                 m_x = 0;  
  37.                 m_y = 0;  
  38.             }  
  39.   
  40.             public Point(int x, int y)  
  41.             {  
  42.                 m_x = x;  
  43.                 m_y = y;  
  44.             }  
  45.   
  46.             public void Change(int x, int y)  
  47.             {  
  48.                 m_x = x;  
  49.                 m_y = y;  
  50.             }  
  51.   
  52.             public override string ToString()  
  53.             {  
  54.                 return string.Format("The Point is ({0},{1})", m_x.ToString(), m_y.ToString());  
  55.             }  
  56.         }  
  57.         #endregion  
  58.   
  59.         引用类型测试函数#region 引用类型测试函数  
  60.         public static void foo(Point p)  
  61.         {  
  62.             p.Change(10, 10);  
  63.         }  
  64.   
  65.         public static void foo(ref Point p)  
  66.         {  
  67.             p.Change(100, 100);  
  68.         }  
  69.   
  70.         public static void other(Point p)  
  71.         {  
  72.             Point tmp = new Point(13, 16);  
  73.             p = tmp;  
  74.         }  
  75.   
  76.         public static void other(ref Point p)  
  77.         {  
  78.             Point tmp = new Point(138, 168);  
  79.             p = tmp;  
  80.         }  
  81.         #endregion  
  82.   
  83.         Main#region Main  
  84.         static void Main(string[] args)  
  85.         {  
  86.             int n = 5;  
  87.   
  88.             //call the foo(int x) method and check what happened.  
  89.             Console.WriteLine("before call foo(int x) the n = " + n.ToString());  
  90.             foo(n);  
  91.             Console.WriteLine("after call foo(int x) the n = " + n.ToString());  
  92.   
  93.             Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");  
  94.   
  95.             //call the foo(ref int x) method and check what happened.  
  96.             Console.WriteLine("before call foo(ref int x) the n = " + n.ToString());  
  97.             foo(ref n);  
  98.             //foo(out n);  
  99.             Console.WriteLine("after call foo(ref int x) the n = " + n.ToString());  
  100.   
  101.             Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");  
  102.   
  103.             Point p = new Point(5, 5);  
  104.             Point q = p;  
  105.   
  106.             //call the foo(Point p) method and check what happened.  
  107.             Console.WriteLine("before call foo(Point p) the p = " + p.ToString());  
  108.             foo(p);  
  109.             Console.WriteLine("after call foo(Point p) the p = " + p.ToString());  
  110.             Console.WriteLine("q = " + q.ToString());  
  111.   
  112.             Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");  
  113.   
  114.             //call the foo(ref Point p) method and check what happened.  
  115.             Console.WriteLine("before call foo(ref Point p) the n = " + p.ToString());  
  116.             foo(ref p);  
  117.             Console.WriteLine("after call foo(ref Point p) the n = " + p.ToString());  
  118.             Console.WriteLine("q = " + q.ToString());  
  119.   
  120.             Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");  
  121.   
  122.             //call the other(Point p) method and check what happened.  
  123.             Console.WriteLine("before call other(Point p) the n = " + p.ToString());  
  124.             other(p);  
  125.             Console.WriteLine("after call other(Point p) the n = " + p.ToString());  
  126.             Console.WriteLine("q = " + q.ToString());  
  127.   
  128.             Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");  
  129.   
  130.             //call the other(ref Point p) method and check what happened.  
  131.             Console.WriteLine("before call other(ref Point p) the n = " + p.ToString());  
  132.             other(ref p);  
  133.             Console.WriteLine("after call other(ref Point p) the n = " + p.ToString());  
  134.             Console.WriteLine("q = " + q.ToString());  
  135.   
  136.             Console.ReadLine();  
  137.         }  
  138.         #endregion  
  139.     }  
  140. }  
  141.    


接下来，简单分析一下这个结果： 
    （1）按值传递值类型 
    初始值为5，调用函数的时候，弄了个副本给函数折腾，于是，从函数返回后，值还是5。嗯，本来应该弄个堆栈图出来的，可是，图是在太难画，因此，我偷懒，用VS2008的调试监视器看看： 
    
    （2）按引用传递值类型 
    初始值还是5，这次换了个传递参数的方式——按引用传递，这次可不是副本了，而是原始值（的地址），这就类似大牌的武打演员总不能老是使用替身一样，偶尔还是要亲自上阵的。既然是亲自上阵，那么，值被修改为10就不足为奇了。正如结果图所示，n=10了。 
    
    （3）按值传递引用类型 和 按引用传递引用类型 
    之所以把这两个放在一起讲，是因为，如结果图所示，两种传递方式，都成功修改了值——这两个函数都分别调用了一个辅助修改的函数Change，去修改内部状态，即m_x,m_y的值，从5到10。呃，竟然都可以成功修改原始值，那么，为什么会存在两种方式呢？它们有什么区别吗？分别用在什么地方？为了说明他们的区别，我特意写了两个名为other的函数，在函数内new一个Point对象，并使从参数传递过来的引用这个新生成的Point对象。值得提醒的是，这个引用其定义在函数体外。其运行如上图我用方框框起来那个。 
    可以很清楚地看到，通过值传递方式，可以改变其值，却不能改变其本身所引用的对象；而按引用传递方式可以。 

    顺便提一下，代码中，有一段注释掉的代码，使用out关键字的。当你尝试将其两者一起写着，然后，编译，C#编译器是会提示错误的（error CS0663: ‘foo‘ cannot define overloaded methods that differ only on ref and out）。其原因是，C#编译器，对ref和out生成的IL代码，是相同的；而在CLR层面，是没有ref和out的区别的。C#中，ref和out的区别，主要是，谁负责初始化这个参数使之能用——ref形式是函数外初始化，而out是函数内初始化。 
转自：http://www.cnblogs.com/DonLiang/archive/2008/02/16/1070717.html


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