深入理解参数传递

想想看下面的结果是什么，并分析原因：

namespace ReferenceParameter
{
    class MyClass
    {
        private string msgInfo;
        public string MsgInfo
        {
            get { return msgInfo; }
            set { msgInfo = value; }
        }

        public MyClass(string param)
        {
            this.msgInfo = param;
        }
        public MyClass()
        {
            // 默认构造函数
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            MyClass mc = new MyClass("A new message.");
            Console.WriteLine(mc.MsgInfo);
            ChangeMsgA(mc);
            Console.WriteLine(mc.MsgInfo);
            ChangeMsgB(mc);
            Console.WriteLine(mc.MsgInfo);
            Console.ReadKey();
        }
        static void ChangeMsgA(MyClass mc)
        {
            mc.MsgInfo = "Message has been Changed by ChangeMsgA().";
        }
        static void ChangeMsgB(MyClass mc)
        {
            mc = new MyClass();
            mc.MsgInfo = "Message has been Changed by ChangeMsgB().";
        }
    }
}

答案：

A new message.
Message has been Changed by ChangeMsgA().
Message has been Changed by ChangeMsgA().

从这样一个基础性的题目来看，MyClass（引用类型）参数的传递应该和值类型的参数传递性质是一样的，都是值传递，那么可以得出下面2个结论：

1）引用类型的按值传递
2）值类型的按值传递

这样说起来可能会觉得有点怪，因为一般我们都认为引用类型变量作为参数传递的是引用。

从上面的示例也可以看出，当调用了ChangeMsgA()方法后，的确是改变了原参数变量内部的MsgInfo的值，但是如果调用ChangeMsgB()却不会影响到原变量本身，基于对象作用域来考虑，的确是这个意思，当一个对象超出了它的作用范围，就会失效，随后被GC回收。

那么根据示例来看，对于引用类型来说一般也是按值传递（传递的是变量内容的一个副本），只不过这个值，是原变量对托管堆中内容的引用。看图说明：
                    
由图很明显可以看出，第一次调用ChangeMsgA()，其内部改变的是mc所指向的托管堆中的值
而第二次调用ChangeMsgB()，由于其内部构造了一个新的MyClass，此时副本将指向新的引用（右图），所以对其内容的操作并不会影响到外部的MyClass mc。

那么如何改变外部的值？
1）值类型的按引用传递
2）引用类型的按引用传递

使用ref关键字，那么这时传递的参数mc将不再是引用，而是引用的引用（类似于指针），或许这样说起来很拗口，那么可以这么认为：

当使用ref关键字后：

static void ChangeMsgB(ref MyClass mc)
{
      mc = new MyClass();
      mc.MsgInfo = "Message has been Changed by ChangeMsgB().";
}

这里的MyClass mc仅仅指的是外部的mc的一个别名，并不会在堆栈中再分配一个变量副本，而这个别名本身也恰恰就是外部的mc本身，所以使用了ref关键字后，在函数内部的操作，就等于直接操作外部的变量。

一个补充的小问题：

使用ref关键字和out关键字，本质上传递的都是引用的引用，而ref关键字要求参数必须在外部初始化，out关键字则必须在函数体内重新初始化，另外CLR不支持仅仅是ref和out不同的函数重载，例如下面这种方式：

static void ChangeMsgB(ref MyClass mc) // ref关键字
{
      mc = new MyClass();
      mc.MsgInfo = "Message has been Changed by ChangeMsgB().";
}

static void ChangeMsgB(out MyClass mc) // out关键字
{
      mc = new MyClass();
      mc.MsgInfo = "Message has been Changed by ChangeMsgB().";
}

实际上面这样两段代码在一起编译时就不能通过，那么我们来看一下，翻译后的IL代码，就知道为什么了：

MyClass mc = new MyClass();
ChangeMsgB(ref mc);

MyClass mc = new MyClass();
ChangeMsgB(out mc);

上面这两部分都会被编译为下面的IL代码：

IL_0009:  call      void dotNetNecessary.Program::ChangeMsgB(class dotNetNecessary.MyClass&)

可以看出来，当call一个ChangeMsgB()的静态方法时，参数后都会被标记为&（类似于C中的传址），所以并不能通过仅仅是ref和out关键字的不同来进行重载，因为生成的IL代码都一样，JIT编译时将会无法区分到底是该调用哪个版本的重载。

Plus：最近读Anytao的《你必须知道的.NET》一书的时候，才试着学习通过IL去寻找本质上的区别，再根据自己的理解，用语言和图片的形式表达出来，题目虽然基础但是如果我们能更深入一点，那么印象才会更加深刻，理解得也会更透彻：）