C# - 函数参数的传递

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：

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

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