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CLR类型设计之参数传递

2024-11-04 10:01:02   210人阅读

               写到这篇文章的时候，笔者回忆起来以前的开发过程中，并没有注意参数的传递是以值传递还是引用传递的，也是第一次了解到可变参数params，常用的不一定就代表理解，可能只是会用。接下来我们就一起回忆一下关于参数传递中得一些方法技巧。

            可选参数和命名参数

           在设计方法的参数时，可为部分或全部参数分配默认值，调用这些方法的代码，然后调用这些方法的代码可以选择不提供部分实参，使用其默认值，此外，调用方法时可通过指定参数名称来传递实参。下面的例子为一个有一个形参两个默认值参数的方法：方法第三次调用S："张三"，就是一个指定参数参数名称传参的例子

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注意事项：

1.可为方法时，构造器方法和有参属性的参数指定默认值，还可以为属于委托定义一部分的参数指定默认值，调用该委托的变量时，可以省略实参使用默认值。

2.默认值必须是编译时就确定的常量值。

3.如果参数用ref和out关键字进行了标识，就不能设置默认值。

4.命名实参只能出现在实参列表的尾部。

       关于可选参数和命名参数是比较简单的一部分，但是却也很实用。

           隐式类型的局部变量

         这种设置参数的方法比较少见，但是多在底层代码中见到，我回想平时所写代码，大部分参数类型都会有所指定，在接下来的文章中我们会讨论参数类型弱化，所以我们很多时候可以传比较基类的参数，比如objeck，T等类型接收参数，但是有的时候我们希望可以定义一些比较公共的，以让方法最大程度复用，C#能根据初始化表达式的类型推断方法中的局部变量类型

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                上图是我写了个ShowvalueType方法，接收泛型T，不了解泛型的可以百度一下，我用var定义了四种类型的变量，分别是string，int，DateTime，IListI，然后运行结果如下图，方法准确的识别了每一种数据类型，并且正确的返回了其类型。

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         以传引用的方式向方法传递参数

          这里是整个参数的重点，也是本文最复杂的难点。ref和out参数从IL代码上是没有区别的，但实际上在C#的使用中是存在很大的区别的，我们还是沿着CLR中得堆栈概念去分析两者的区别。我们先来回忆一下值类型和引用类型在堆栈上的存放地址，关于更具体的内容我就不去讲了。

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           但是我们大体可以知道，在C#中参数传递应该是算有四种情况的。参数传递方式有按值传递和按引用传递两种，而C#支持的类型呢，也分为两种：值类型和引用类型。所以排列组合一下，就有四种情况了：值类型按值传递、引用类型按值传递、值类型按引用传递和引用类型按引用传递。

         值类型参数的按值传递

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                上例代码就是一个参数传递值类型的例子，我们可以看出sum的值 并没有改变还是10，我们知道值类型都是存储在栈上。那么实际过程中发生了什么呢？实际上的过程是这样，sum在栈中声明并且赋值为10，i也同时在栈中声明并且赋值为10，接下来执行++i操作，i的值会变成11，但是sum的值不会跟着改变，还是10。

 

        引用类型参数按值传递：

  public sealed  class Student
    {
         public int Age { get; set; }
     }

        我们先定义一个Student类，然后在定义一个接收引用类型的方法

 1   static  void Main(string[] args)
 2         {
 3             Student stu = new Student { Age = 20 };
 4             Add(stu);
 5             Console.WriteLine(stu.Age);
 6 
 7         }
 8         public static void Add(Student i) {
 9             i.Age++;
10         }

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 运行结果是21，说明引用类型参数传递是内存地址，因此在方法内对变量的任何改变都会影响到原数据。

       值类型按引用传递：

       如果把要把值类型当作引用类型传递，必须使用ref或out关键字来传递变量。示例中使用的是引用类型所以不用ref关键字，这个时候我们回头在看第一个sum的例子，我们将其改写为，最后的输出结果就是11，如果使用了ref或者out关键字，则调用时，变量名称前也必须加上ref或out，这就是ref的神奇之处，那么ref在参数传递中到底起了什么作用呢，我们可以理解为ref 仅仅是一个地址。在文章前面我们提到过， 每个变量都有其堆栈，不同的变量不能共用一个堆栈地址。所以形参和实参在栈上的地址是不一样的。ref所起的作用我们可以简单的理解为他会记住实参的地址，当形参的值改变后，他会把值映射回 之前的实参地址。

 1     static  void Main(string[] args)
 2         {
 3             int sum = 10;
 4             Add(ref sum);
 5             Console.WriteLine(sum);
 6 
 7         }
 8         public static void Add(ref int i) {
 9             i++;
10         }

        引用类型按引用传递：

         还是看刚才第二个例子，但是这回我们在改写一下这个例子，类型不变

  public sealed  class Student
    {
         public int Age { get; set; }
     }
 1  static  void Main(string[] args)
 2         {
 3             Student stu = new Student { Age = 20 };
 4             Add(ref stu);
 5             Console.WriteLine(stu.Age);
 6 
 7         }
 8         public static void Add(ref Student i) {
 9             i.Age++;
10         }

   输出结果是不变的，只是说明了引用类型也可以这样传递，关于ref和out的却别

1.ref侧重于输入参数，out侧重于输出参数

2.ref的参数值必须初始化，out的参数可以不必初始化

3.编译器会按照不同标准来验证代码是否正确

            向方法传递可变量的参数

          方法有时候需要获取可变数量的参数，为了接受可变量，方法要像下面这种形式声明

 

 1     public static Int32 Add(params int[] values) {
 2             int sum = 0;
 3             if (values != null)
 4             {
 5                 for (int i = 0; i < values.Length; i++)
 6                 {
 7                     sum += values[i];
 8                 }
 9             }
10             return sum;
11         }

 

            params关键字只能应用于方法签名中的最后一个参数，并且一个方法签名中只能有一个params关键字，那么为什么params关键字声明，会导致参数变成可变的呢？按照上例代码，参数应该是一个数组才对，其实是C#为我们处理了params关键字，我们可以直接这样调用

//显示15
            Console.WriteLine(Add(1,2,3,4,5));
            //显示0
            Console.WriteLine(Add(null));
            //显示0
            Console.WriteLine(Add());

 

    我已经直接把调用结果输出的值显示出来了，如果不需要传参，那么直接传null会比传空更高性能一些。

注意事项：

         调用参数可变的方法对性能会有所影响，数组对象必须在堆上分配，数组元素必须初始化，而且数组的内存最终需要垃圾回收，要减少对性能的影响，可以考虑多定义个不同参数的重载版本，减少使用params关键字

         参数返回类型的设计规范

        参数尽可能的去使用弱类型而不是强类型，而返回值则尽可能的使用强类型不用弱类型，设计规范大致就可以归结为这么一句话。

         声明方法的类型参数时，应尽量指定最弱的类型，宁愿要接口，也不要基类，例如，如果要写方法处理一组数据项，最好使用接口（IEnumerable<T>）声明参数，而不用强类型List<T>或者更强的接口类型。下例就是一个参数，第一个方法可以处理任何文件流，第二个只能处理Filestream文件流

       //好的
        public void ProcessBytes(Stream somestram) { }
        //不好的
        public void ProcessBytes(FileStream somestram) { }

 

而返回值则是越强越好，第一个返回值就告诉你返回的就是一个Filestream文件流，而第二个则返回一个Stream文件流，类型要弱了一些 

        //好的
        public FileStream ProcessBytes() {}
        //不好的
        public Stream ProcessBytes() { }

     总结

            今天梳理了参数传递中的一些情况，其中参数按值和按引用类型传递是重点，在今后的程序设计中更好的设计传参类型和返回值类型，也是可以让方法变得更好的一种技巧，内容比较多，可能有说明不对的地方，如果有请在评论说明

 

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