C# 中 ref、out 和 in 关键字的用法是什么?


在 C# 中,大多数方法可以有零个或多个参数,这些参数定义了必须提供给方法的数据。任何调用该方法的代码都必须将数据(称为参数)传递给该方法。方法将输入声明为参数,并且这些参数由调用代码以参数的形式提供。

例如,考虑以下方法和后续方法调用。

static void Greet(string greeting){
   Console.WriteLine(greeting);
}
...
Greet("Hello");

在上面的示例中,greeting 是 Greet() 方法的参数,“Hello” 是传递给方法的参数。

当您调用方法并传递参数时,它们是按值传递的,这意味着在传递给方法时会创建值的副本。在方法内部对参数所做的任何更改都不会反映到原始变量上。

using System;
int number = 8;
Increase(number);
Console.WriteLine(number); // prints 8
static void Increase(int num){
   num = num + 1;
   Console.WriteLine(num); // prints 9
}

当您传递引用类型变量(例如对象)时,C# 仍然按值复制**引用**,因为变量保存的是引用,而不是实际的对象。因此,即使复制了引用变量的副本,它们也都会引用内存中的同一个对象。因此,方法内部变量对对象所做的任何更改都对方法外部的变量可见。

using System;
var john = new User{
   Name = "John",
   Salary = 50000
};
Promote(john);
Console.WriteLine(john.Salary); // prints 60000
static void Promote(User u){
   u.Salary += 10000;
   Console.WriteLine(u.Salary); // prints 60000
}

但是,如果您在方法内部更改变量本身的值,则该更改不会反映到方法外部,因为只更改了副本,而不是实际的对象。例如,我们可以在方法内部将参数赋值为 null,而实际变量将保持不变。

using System;
var john = new User{
   Name = "John",
   Salary = 50000
};
Promote(john);
Console.WriteLine(john.Salary); // prints 50000
static void Promote(User u){
   u = null;
}

C# 允许使用三个不同的修饰符关键字来控制方法的参数。

ref 修饰符

C# 允许您使用ref修饰符按引用传递参数。传递的变量是引用类型还是值类型都无关紧要。参数和参数都将引用同一个内存位置。

在下面的示例中,将参数 u 设置为 null 也会使 john 变量为 null,从而导致空引用异常。

示例

using System;
var john = new User{
   Name = "John",
   Salary = 50000
};
Promote(ref john);
Console.WriteLine(john.Salary); // throws System.NullReferenceException
static void Promote(ref User u){
   u = null;
}

使用 ref 修饰符传递的参数必须在传递之前进行初始化。

out 修饰符

它类似于 ref 修饰符,除了

  • 参数不必在进入函数之前进行初始化

  • 参数必须在退出函数之前进行初始化(赋值)。

在下面的示例中,Hire 函数初始化一个新的用户对象,该对象通过 out 修饰符传递给它。请注意,在调用 Hire 方法时,变量 john 是即时声明的。

using System;
Hire(out User john);
Console.WriteLine(john.Salary); // prints 50000
static void Hire(out User u){
   u = new User{
      Name = "John",
      Salary = 50000
   };
}

ref修饰符一样,用out修饰符标记的变量是按引用传递的。

通常,out变量用于从函数获取多个返回值,如下所示:

using System;
var john = new User{
   Name = "John",
   Salary = 50000
};
bool shouldPromote = Raise(john.Salary, out double hike);
Console.WriteLine(shouldPromote); // True
Console.WriteLine($"Hike Amount = {hike}"); // prints 5000
static bool Raise(int salary, out double hike){
   hike = salary * 0.1;
   return hike < 7000;
}

in 修饰符

它类似于refout参数,除了接受in参数值的方法不能修改参数。如果尝试修改,C# 编译器会生成编译时错误。

in参数可以防止编译器将大型值类型的内存复制到参数变量,同时防止对象意外修改。这使得它们在将大型值类型传递给方法时非常有用。

var point = new Coord();
Verify(point);
static void Verify(in Coord c){
   // error: Cannot assign to variable 'in Coord' because it is a readonly variable
   c = new Coord();
}
struct Coord{
   public int X;
   public int Y;
}

示例

 实时演示

using System;
class Program{
   static void Main(){
      int number = 8;
      Increase(number);
      Console.WriteLine(number); // prints 8
      var john = new User { Name = "John", Salary = 50000 };
      Promote(john);
      Console.WriteLine(john.Salary); // prints 60000
      Leave(john);
      Console.WriteLine(john.Salary); // prints 60000

      LeaveByRef(ref john);
      Console.WriteLine(john?.Salary); // prints nothing

      User dave;
      Hire(out dave);
      Console.WriteLine(dave.Salary); // prints 50000
   }
   static void Increase(int num){
      num = num + 1;
      Console.WriteLine(num); // prints 9
   }
   static void Promote(User u){
      u.Salary += 10000;
      Console.WriteLine(u.Salary); // prints 60000
   }
   static void Leave(User u){
      u = null;
   }
   static void LeaveByRef(ref User u){
      u = null;
   }
   static void Hire(out User u){
      u = new User{
         Name = "John",
         Salary = 50000
      };  
   }
}
class User{
   public string Name { get; set; }
   public int Salary { get; set; }
}

输出

9
8
60000
60000
60000
50000

更新时间: 2021年5月19日

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