C#关键字：in、out、ref、in T、out T、[In]、[Out]这些你都知道多少？

in、out 和 ref 关键字

首先我们来说in、out 和 ref ，在 C# 中，in、out 和 ref 是用于方法参数的引用传递。在引用传递过程中，形参和实参都是指向相同的引用地址。

名称	作用	使用场景	是否需要提前初始化
in	只读参数，按引用传递	高效传递大对象但不希望修改其值	不需要
ref	输出参数，按引用传递	方法内部可以读取和修改参数值，调用前必须初始化	需要
out	输出参数，按引用传递	方法内部必须赋值，调用前不需要初始化 | 从方法返回多个值	不需要

in T和out T关键字

in T和out T主要用来修饰泛型接口和委托，用来实现协变和逆变。这两个概念很抽象，但是我觉得大家没必要去刻意理解这两个概念，意义不大。只需要知道，被in关键修饰的泛型接口，类型T只能用作输出参数，被out关键字修饰的泛型接口，类型T只能用作返回值。

名称	作用	使用场景
in T	用于泛型接口或委托，表示泛型类型参数是协变的，只能用于输入（只读）	限制类型T只能在形参（输入）中出现
out T	用于泛型接口或委托，表示泛型类型参数是逆变的，只能用于输出。	限制类型T只能在返回值（输出）中出现

[In]、[Out]特性

[In]、[Out]是C#中的两个特性Attribute。 在P/Invoke平台调用中会用到，但是这两个属性基本上都是可以被忽略。[In]特性在P/Invoke调用中，表示参数是输入参数。[Ourt]特性在P/Invoke调用中，表示参数是输出参数。

名称	作用	使用场景
in T	用于泛型接口或委托，表示泛型类型参数是协变的，只能用于输入（只读）	限制类型T只能在形参（输入）中出现
out T	用于泛型接口或委托，表示泛型类型参数是逆变的，只能用于输出。	限制类型T只能在返回值（输出）中出现

in 关键字

In 关键字用于指示方法的参数是只读的，不可以在方法内部通过=号直接对参数进行赋值操作，但是可以修改对象本身的属性。in关键字主要使用场景：需要高效传递大对象，但不希望修改其值的场景。

下面代码中，在PrintValue方法中，不能直接对形参person赋值，但是可以修改person的属性Age。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person p = new Person() { Age = 3 };
        Console.WriteLine("执行方法之前:" + p.Age);
        PrintValue(in p);
        Console.WriteLine("执行方法之后:" + p.Age);
    }
    static void PrintValue(in Person person)
    {
        //person = new Person(); // 编译错误，被in参数修饰的参数不能被修改
        person.Age = 20;       // 编译成功，允许修改对象的属性、字段等

    }
    class Person
    {
        public int Age { get; set; }
    }
}

执行结果如下。

ref 关键字

in关键字标识形参为只读变量，在方法中不可赋值。ref在in关键字的参数的基础上，允许方法修改形参。这意味着在方法内部对形参所做的任何修改，都会反映到方法外部的原始变量上。

我们将上面的代码中in关键字，改为ref关键字，并且在方法内部修改形参的值。对形参的任何修改都会导致调用者变量person发生变化。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Person p = new Person() { Age = 3 };
        Console.WriteLine("执行方法之前:" + p.Age);
        PrintValue(ref p);
        Console.WriteLine("执行方法之后:" + p.Age);
    }
    static void PrintValue(ref Person person)
    {
        person = new Person() { Age=25};
    }
    class Person
    {
        public int Age { get; set; }
    }
}

执行结果如下：

有人可能有疑问，C#有值传递（拷贝传递）和引用传递（地址传递）两种方式，对于class对象来说，本来就是引用传递，再加一个ref岂不是多此一举？实时并非如此。如果没有ref关键字修饰，如果在方法内创建一个新对象并赋值给形参，将切断形参与实参之间的关联，并且方法调用结束后，新对象也将不复存在。

我们可以将ref关键字去掉，重新执行，可以看到 以下执行效果：执行方法前后打印的结果都是3，在方法中对形参的修改，并没有反应到调用者变量p。

ref参数注意事项：

1、参数在方法内部是可读可写的。

2、在使用 ref 时，传递给方法的参数必须在传递之前进行初始化。

3、适用于需要在方法内部修改参数值的场景。

out关键字

out关键字同样也是引用传递，和ref不同的是，它可以将参数直接返回，所以out关键字的使用场景主要是：需要参数返回多个值。

下面代码中，PrintValue返回两个参数flag和str，我们在main函数中成功将方法返回的参数打印出来。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        PrintValue(out int flag, out string str);
        Console.WriteLine("flag:" + flag + ",str:" + str);
    }
    static void PrintValue(out int flag, out string str)
    {
        flag = 0;
        str = "hello";
    }
}

执行结果如下：

in T（泛型修饰符）

作用：用于泛型接口或委托，表示泛型类型参数是协变的，只能用于输入（只读）。
特点：协变允许将派生类型传递给基类型的泛型参数。
使用场景：适用于只需要读取泛型类型的场景。

我们来看一个接口声明：接口IProcessor是一个泛型接口，类型T用in关键字修饰，那么这个T类型只能出现在方法的参数中，也就是输入，不能作为方法的返回值。

interface IProcessor<in T>
{
    void Process(T item);
} 

如果我们将T作为返回值，会直接编译失败，请看下面的报错。

out T关键字（泛型修饰符）

作用：用于泛型接口或委托，表示泛型类型参数是逆变的，只能用于输出。
特点：逆变允许将基类型传递给派生类型的泛型参数。
使用场景：适用于只需要返回泛型类型的场景。

请看以下代码，这是一个工厂模式的接口，IFactory是一个泛型接口，类型T用out关键字修饰之后，那么T类型只能用作接口的返回值。

interface IFactory<out T>
{
    T Create();
}

当我们将T用作形参输入的时候，会直接编译失败，请看下图：

[In]（参数属性）

作用：用于 P/Invoke（平台调用），表示参数是输入参数。
特点：通常与 ref 或 out 一起使用，明确指定参数的方向。
使用场景：用于与非托管代码交互时，指定参数的方向。

请看以下的P/Invoke调用，我们通过调用Windows C++的Api弹出对话框，其中，输入参数我们是可以用[In]关键字修饰的，这个通常情况下可以忽略不写。

[DllImport("user32.dll")]
static extern int MessageBox([In] IntPtr hWnd, [In] string text, [In] string caption, uint type);

[Out]（参数属性）

作用：用于 P/Invoke（平台调用），表示参数是输入参数。
特点：通常与 ref 或 out 一起使用，明确指定参数的方向。
使用场景：用于与非托管代码交互时，指定参数的方向。

请看以下的P/Invoke调用，当我们调用GetComputerName Api的时候，Api会返回计算机名称，但是这个名称是在lpBuffer变量中返回的。也就是说，在方法的内部对lpBuffer变量进行了赋值。这个参数我们把它叫做输出参数。用[Out]修饰。

[DllImport("kernel32.dll", SetLastError = true)]
static extern bool GetComputerName([Out] StringBuilder lpBuffer, ref uint nSize);