c#基礎系列3---深入理解ref 和out
“大菜”：源於自己剛踏入猿途混沌時起，自我感覺不是一般的菜，因而得名“大菜”，於自身共勉。
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c#基礎系列1---深入理解 值類型和引用類型
c#基礎系列2---深入理解 String
在上篇文章深入理解值類型和引用類型的時候，有的小夥伴就推薦說一說ref和out 關鍵字，昨天晚上徹夜難眠在想是否要談一下呢，因為可談的不是太多，也可能是我理解的不夠深刻。
應用場景
out
- 修飾函數參數，以傳遞引用的方式向函數傳遞參數。
- out 關鍵字也可與泛型類型參數結合使用，以指定該類型參數是協變參數
ref
- 修飾函數參數，以傳遞引用的方式向函數傳遞參數。
- 在方法簽名中，按引用將值返回給調用方。此功能在c# 7.0中新加。即：引用返回值。例如：
static ref int GetUserId(int[] allUserid)
{
return ref allUserid[1];
}- 修飾局部變量。（c#7.0新增）
int x = 3;
ref int x1 = ref x; //註意這裏,我們通過ref關鍵字 把x賦給了x1
x1 = 2;
Console.WriteLine($"改變後的變量 {nameof(x)} 值為: {x}");運行結果為 2
- 在struct聲明中聲明 ref struct 或 ref readonly struct，來實現值類型的引用語義（c#7.2新增，此處不做討論）
相同之處
- ref 和out都可以修飾函數的參數，指示參數是以引用方式傳遞的。
- ref和out在c#編譯器下生成的IL代碼是相同的。生成的元數據是幾乎相同的。有的網絡文章說元數據也是一模一樣的其實是錯誤的。元數據中其實是有一位來標誌是ref還是out的，僅僅是一個bit的不同。要不然你以為程序執行時怎麽區分是ref還是out的呢^ ~ ^
- 用ref或者out修飾的函數參數不能設置默認值。因為沒有辦法為這些參數傳遞一個有意義的默認值。
- 如果一個函數的參數用ref或者out所修飾，那這個函數的調用者傳遞的參數類型必須和函數定義的相同（繼承關系的也不行）。下列的代碼是編譯不通過的
static void Main(string[] args) { MyClass c = new MyClass(); //以下語句編譯報錯的 Testref(out c); Console.Read(); } static void Testref(out object c1) { c1 = new object(); } class MyClass { public int Id { get; set; } }
不同之處
- 編譯之後的元數據有一個bit的差別，上邊已經提及，此處不過多闡述。
- 對於方法的重載，c#編譯器是不允許只有ref和out區別的重載方法。以下方法的重載形式是不允許的。
void test(ref int) { }
void test(out int) { }- ref和out對於c#編譯器表達的意圖是不一樣的。ref告訴編譯器調用函數之前必須初始化；out則反之，調用函數之前不必初始化。這其實也證實了“ref用於輸入，out用於輸出”的說法是有一點道理的，但是不是完全正確，難道我ref不能用於方法的輸出嗎？呵呵呵
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
int i = 10;
Console.WriteLine(i);
Test(ref i);
Test(ref i);
Console.WriteLine(i);
Console.Read();
}
static void Test(ref int i)
{
i += 10;
}
}運行結果：
10
30所以我認為真正的用法是：
ref是有進有出，而out是只出不進。
- out修飾的函數變量在被調用方法中初始化之前是只寫的（不能讀取），而且函數執行完之前必須被初始化。以下方法編譯是報錯的，因為沒有對out參數進行初始化
static void Testref(out MyClass c1)
{
}ref則是可寫可讀的。
性能
其實明白了ref和out的基本原理和作用之後，怎麽用能提高性能其實已經很明了了。值類型參數如果比較大，業務又沒有復制修改的需求，當然以引用方式會比較合理。至於引用類型無特殊需求場景我覺得沒有必要添加ref或者out來畫蛇添足。
其他
ref和out修飾引用類型參數
有的同學會問，引用類型參數本來不就是以引用方式傳遞的嗎，在加ref或者out標記有什麽意義嗎？ 的確，大多數情況下引用類型參數的傳遞沒有必要添加ref或者out來修飾，但是如果方法體內我修改了指針的指向的內存地址，我們的方法調用者又需要這個新的內存地址呢？ 例如：以下為一個連續讀取N個文件的需求：
static void Main(string[] args)
{
FileStream fs = new FileStream("新文件地址", FileMode.Open);
//第一個文件的操作省略
//接下來連續讀取N個文件內容
bool isHaveFile = true;
for (; fs!=null; ReadFile(ref fs, isHaveFile))
{
fs.Read(.............);
//添加判斷是否還有文件可讀
// isHaveFile = false;
}
Console.Read();
}
static void ReadFile(ref FileStream fs,bool isHaveFile=true)
{
fs.Close();
if (!isHaveFile) fs = null;
else
{
fs = new FileStream("新文件地址", FileMode.Open);
}
}可見引用類型添加ref或者out 在一些特定場景下是有必要的。
ref和out修飾值類型參數
為值類型參數指定ref或者out，效果等同於以傳值的方式傳遞引用類型，也就是說指向類型實例的指針是復制操作，實例的值並沒有發生復制操作。
關於值類型指針
有的同學會有疑問，值類型變量其實就是值本身，為什麽也會有指針呢?這種問題其實自己仔細一想就會知道，無論值類型還是引用類型值都是分配在內存中，就會有內存地址的概念。既然都有內存地址，那就無所謂值類型和引用類型了
c#7.0+
關於c# 7.0 +中對ref或者out功能的增強請自行查找msdn。
疑問？？？
有人說ref或者out 修飾的引用類型參數在傳遞時候，指向類型實例的指針並不發生copy操作，也就是說調用方法之前和方法體中的指針的指針是一個，目前本人學疏才淺並不這麽認為，是否有大神可以留言指點一二？
以上都是非生產環境測試結果，如果錯誤，請及時指正
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