为什么C#中ref和out 关键字 ?

需求假设：现需要通过一个叫Swap的方法交换a,b两个变量的值。交换前a=1,b=2，断言：交换后a=2，b=1。

现编码如下：

class Program
   {
       static void Main(string[] args)
      
{
           int a = 1;
           int b = 2;
           
Console.WriteLine("交换前\ta={0}\tb={1}\t",a,b);
          
Swap(a,b);
           
Console.WriteLine("交换后\ta={0}\tb={1}\t",a,b);
           
Console.Read();
       }
       //交换a,b两个变量的值
       private static
void Swap(int a,int b)
       {
           int temp = a;
           a =
b;         
           b = temp;
          
Console.WriteLine("方法内\ta={0}\tb={1}\t",a,b);
        }
   
}

运行结果：

交换前 a = 1    b = 2

方法内 a = 2    b = 1

交换后 a = 1     b = 2

断言失败，并未达到我们的需求!

原因分析：int类型为值类型，它存在于线程的堆栈中。当调用Swap（a,b）方法时，相当于把a,b的值(即1,2)拷贝一份，然后在方法内交换这两个值。交换完后，a还是原来的a,b还是原来的b。这就是C#中按值传递的原理，传递的是变量所对应数据的一个拷贝，而非引用。

解决方案：因此，C#中提出了ref 和out两个关键字。

修改代码如下即可实现我们想要的结果：

class
Program
{
       static void Main(string[] args)
      {
           
int a = 1;
           int b = 2;
           
Console.WriteLine("交换前\ta={0}\tb={1}\t",a,b);
            Swap(ref a,ref
b);
            Console.WriteLine("交换后\ta={0}\tb={1}\t",a,b);
           
Console.Read();
        }
       //交换a,b两个变量的值
        private static
void Swap(ref int a, ref int b)
        {
            int temp =
a;
            a = b;
            b = temp;
           
Console.WriteLine("方法内\ta={0}\tb={1}\t",a,b);
       }
   
}

 

同理用out同样可以实现我们的需求。

下面谈谈ref和out到底有什么区别：

1
关于重载

原则：有out|ref关键字的方法可以与无out和ref关键字的方法构成重载；但如想在out和ref间重载，编译器将提示：不能定义仅在ref和out的上的方法重载

2
关于调用前初始值

原则：ref作为参数的函数在调用前，实参必须赋初始值。否则编译器将提示：使用了未赋值的局部变量；

out作为参数的函数在调用前，实参可以不赋初始值。

3
关于在函数内，引入的参数初始值问题

原则：在被调用函数内，out引入的参数在返回前至少赋值一次，否则编译器将提示：使用了未赋值的out参数;

在被调用函数内，ref引入的参数在返回前不必为其赋初值。

总结：C#中的ref和out提供了值类型按引用进行传递的解决方案，当然引用类型也可以用ref和out修饰,但这样已经失去了意义。因为引用数据类型本来就是传递的引用本身而非值的拷贝。ref和out关键字将告诉编译器，现在传递的是参数的地址而不是参数本身，这和引用类型默认的传递方式是一样的。同时，编译器不允许out和ref之间构成重载，又充分说明out和ref的区别仅是编译器角度的，他们生成的IL代码是一样的。有人或许疑问，和我刚开始学习的时候一样的疑惑：值类型在托管堆中不会分配内存，为什么可以按地址进行传递呢？值类型虽然活在线程的堆栈中，它本身代表的就是数据本身(而区别于引用数据类型本身不代表数据而是指向一个内存引用),但是值类型也有它自己的地址，即指针，现在用ref和out修饰后，传递的就是这个指针，所以可以实现修改后a，b的值真正的交换。这就是ref和out给我们带来的好处。