c#基礎系列之ref和out的深入理解

2019-10-29 19:59:13

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供稿：網友

引言

在上篇文章深入理解值類型和引用類型的時候，有的小伙伴就推薦說一說ref和out 關鍵字，昨天晚上徹夜難眠在想是否要談一下呢，因為可談的不是太多，也可能是我理解的不夠深刻。

C#有兩種參數傳遞方式：傳值和引用，傳值就是變量的值，而引用則是傳遞的變量的地址；

本文中說的Ref和Out都是引用傳遞，Ref的重點是把值傳給調用方法，Out則是得到調用方法的值，類似于有返回類型的方法返回的值；

在使用兩者時一定要注意一下兩點，否則編譯出現錯誤

a) ref 變量使用前要先聲明同時要賦值 a=20；

b)方法調用參數要加上相應的關鍵字 ref or out;

應用場景

out

修飾函數參數，以傳遞引用的方式向函數傳遞參數。
out 關鍵字也可與泛型類型參數結合使用，以指定該類型參數是協變參數

ref

修飾函數參數，以傳遞引用的方式向函數傳遞參數。
在方法簽名中，按引用將值返回給調用方。此功能在c# 7.0中新加。即：引用返回值。例如：

 static ref int GetUserId(int[] allUserid) {    return ref allUserid[1]; }

修飾局部變量。（c#7.0新增）

 int x = 3; ref int x1 = ref x; //注意這里,我們通過ref關鍵字 把x賦給了x1 x1 = 2; Console.WriteLine($"改變后的變量 {nameof(x)} 值為: {x}");

運行結果為 2

在struct聲明中聲明 ref struct 或 ref readonly struct，來實現值類型的引用語義（c#7.2新增，此處不做討論）

相同之處

ref 和out都可以修飾函數的參數，指示參數是以引用方式傳遞的。

ref和out在c#編譯器下生成的IL代碼是相同的。生成的元數據是幾乎相同的。有的網絡文章說元數據也是一模一樣的其實是錯誤的。元數據中其實是有一位來標志是ref還是out的，僅僅是一個bit的不同。要不然你以為程序執行時怎么區分是ref還是out的呢^ ~ ^

用ref或者out修飾的函數參數不能設置默認值。因為沒有辦法為這些參數傳遞一個有意義的默認值。

如果一個函數的參數用ref或者out所修飾，那這個函數的調用者傳遞的參數類型必須和函數定義的相同（繼承關系的也不行）。下列的代碼是編譯不通過的

 static void Main(string[] args)   {    MyClass c = new MyClass();    //以下語句編譯報錯的    Testref(out c);    Console.Read();   }     static void Testref(out object c1)   {    c1 = new object();   }      class MyClass   {    public int Id { get; set; }   }

不同之處

編譯之后的元數據有一個bit的差別，上邊已經提及，此處不過多闡述。

對于方法的重載，c#編譯器是不允許只有ref和out區別的重載方法。以下方法的重載形式是不允許的。

 void test(ref int) { } void test(out int) { }

ref和out對于c#編譯器表達的意圖是不一樣的。ref告訴編譯器調用函數之前必須初始化；out則反之，調用函數之前不必初始化。這其實也證實了“ref用于輸入，out用于輸出”的說法是有一點道理的，但是不是完全正確，難道我ref不能用于方法的輸出嗎？呵呵呵

 class Program  {   static void Main(string[] args)   {    int i = 10;    Console.WriteLine(i);    Test(ref i);    Test(ref i);    Console.WriteLine(i);    Console.Read();   }   static void Test(ref int i)   {    i += 10;   }  }

運行結果：

10
30

所以我認為真正的用法是：

ref是有進有出，而out是只出不進。

out修飾的函數變量在被調用方法中初始化之前是只寫的（不能讀取），而且函數執行完之前必須被初始化。以下方法編譯是報錯的，因為沒有對out參數進行初始化

 static void Testref(out MyClass c1)   {       }

ref則是可寫可讀的。

c#,ref,out

性能

其實明白了ref和out的基本原理和作用之后，怎么用能提高性能其實已經很明了了。值類型參數如果比較大，業務又沒有復制修改的需求，當然以引用方式會比較合理。至于引用類型無特殊需求場景我覺得沒有必要添加ref或者out來畫蛇添足。

其他

ref和out修飾引用類型參數

有的同學會問，引用類型參數本來不就是以引用方式傳遞的嗎，在加ref或者out標記有什么意義嗎？的確，大多數情況下引用類型參數的傳遞沒有必要添加ref或者out來修飾，但是如果方法體內我修改了指針的指向的內存地址，我們的方法調用者又需要這個新的內存地址呢？例如：以下為一個連續讀取N個文件的需求：

 static void Main(string[] args)   {    FileStream fs = new FileStream("新文件地址", FileMode.Open);    //第一個文件的操作省略    //接下來連續讀取N個文件內容    bool isHaveFile = true;    for (; fs!=null; ReadFile(ref fs, isHaveFile))    {     fs.Read(.............);     //添加判斷是否還有文件可讀     // isHaveFile = false;    }    Console.Read();   }   static void ReadFile(ref FileStream fs,bool isHaveFile=true)   {    fs.Close();    if (!isHaveFile) fs = null;    else    {     fs = new FileStream("新文件地址", FileMode.Open);    }   }

可見引用類型添加ref或者out 在一些特定場景下是有必要的。

c#,ref,out