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： 

using System;

namespace DonLiang
{
    class Sample
    {
        值类型测试函数#region 值类型测试函数
        public static void foo(int x)
        {
            x = 10;
        }

        //*
        public static void foo(ref int x)
        {
            x = 10;
        }
        //*/

        /**//*
        public static void foo(out int x)
        {
            x = 10;
        }
        //*/
        #endregion

        辅助引用类型#region 辅助引用类型
        public class Point
        {
            private int m_x;
            private int m_y;

            public Point()
            {
                m_x = 0;
                m_y = 0;
            }

            public Point(int x, int y)
            {
                m_x = x;
                m_y = y;
            }

            public void Change(int x, int y)
            {
                m_x = x;
                m_y = y;
            }

            public override string ToString()
            {
                return string.Format("The Point is ({0},{1})", m_x.ToString(), m_y.ToString());
            }
        }
        #endregion

        引用类型测试函数#region 引用类型测试函数
        public static void foo(Point p)
        {
            p.Change(10, 10);
        }

        public static void foo(ref Point p)
        {
            p.Change(100, 100);
        }

        public static void other(Point p)
        {
            Point tmp = new Point(13, 16);
            p = tmp;
        }

        public static void other(ref Point p)
        {
            Point tmp = new Point(138, 168);
            p = tmp;
        }
        #endregion

        Main#region Main
        static void Main(string[] args)
        {
            int n = 5;

            //call the foo(int x) method and check what happened.
            Console.WriteLine("before call foo(int x) the n = " + n.ToString());
            foo(n);
            Console.WriteLine("after call foo(int x) the n = " + n.ToString());

            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");

            //call the foo(ref int x) method and check what happened.
            Console.WriteLine("before call foo(ref int x) the n = " + n.ToString());
            foo(ref n);
            //foo(out n);
            Console.WriteLine("after call foo(ref int x) the n = " + n.ToString());

            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");

            Point p = new Point(5, 5);
            Point q = p;

            //call the foo(Point p) method and check what happened.
            Console.WriteLine("before call foo(Point p) the p = " + p.ToString());
            foo(p);
            Console.WriteLine("after call foo(Point p) the p = " + p.ToString());
            Console.WriteLine("q = " + q.ToString());

            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");

            //call the foo(ref Point p) method and check what happened.
            Console.WriteLine("before call foo(ref Point p) the n = " + p.ToString());
            foo(ref p);
            Console.WriteLine("after call foo(ref Point p) the n = " + p.ToString());
            Console.WriteLine("q = " + q.ToString());

            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");

            //call the other(Point p) method and check what happened.
            Console.WriteLine("before call other(Point p) the n = " + p.ToString());
            other(p);
            Console.WriteLine("after call other(Point p) the n = " + p.ToString());
            Console.WriteLine("q = " + q.ToString());

            Console.WriteLine("--------------------------------------------------------------");

            //call the other(ref Point p) method and check what happened.
            Console.WriteLine("before call other(ref Point p) the n = " + p.ToString());
            other(ref p);
            Console.WriteLine("after call other(ref Point p) the n = " + p.ToString());
            Console.WriteLine("q = " + q.ToString());

            Console.ReadLine();
        }
        #endregion
    }
}

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