C# - 函數參數的傳遞

近段時間，有幾個剛剛開始學習C#語言的愛好者問我：C#中的函數，其參數的傳遞，按值傳遞和按引用傳遞有什么區別。針對這一問題，我簡單寫了個示例程序，用以講解，希望我沒有把他們繞暈。因為，常聽別人說起：“你不說我還明白，你一說，我就糊塗了”。 
    好，現在開始吧。 
    我們知道，在C#中，類型有值類型（例如int）和引用類型（例如string）之分，傳遞參數有按值傳遞和按引用傳遞之分。這樣，簡單的組合一下，我們可以得到以下幾種傳遞方式：（1）按值傳遞值類型。（2）按值傳遞引用類型。（3）按引用傳遞值類型。（4）按引用傳遞引用類型。一般來說，除非使用特定的關鍵字（ref和out）否則參數是按值傳遞的。也就是說，會傳遞一個副本。傳遞副本的一個好處是，可以避免誤操作而影響了原始值。原因是在被調用的函數體內，操作的是副本的值，而不是原始值。當然，傳遞副本也是有副作用的，最為突出的應該是由於復制而產生的性能損耗，這點在大型的值類型身上尤為突出。那么C#的編譯器的默認行為為什么不是使用按引用傳遞參數呢？呵呵，其實我沒仔細深入思考過這個問題。我猜測，是因為安全因素吧，就是怕函數誤操作了原始值。這點應該和C#的編譯器要求顯示使用關鍵字（ref和out）差不多，都是為了清楚地表達使用的意圖，以避免誤操作。使用ref等關鍵字，暗示函數調用者知道，在函數體內，也許存在修改原始值的語句，會改變參數的值（或者叫狀態）。 
    用個簡單的示例演示一下。 
    示例代碼如下所示： 

using System;

namespace DonLiang
{
    class Sample
    {
        值類型測試函數#region 值類型測試函數
        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

        輔助引用類型#region 輔助引用類型
        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

        引用類型測試函數#region 引用類型測試函數
        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
    }
}

接下來，簡單分析一下這個結果： 
    （1）按值傳遞值類型 
    初始值為5，調用函數的時候，弄了個副本給函數折騰，於是，從函數返回后，值還是5。嗯，本來應該弄個堆棧圖出來的，可是，圖是在太難畫，因此，我偷懶，用VS2008的調試監視器看看： 
    
    （2）按引用傳遞值類型 
    初始值還是5，這次換了個傳遞參數的方式——按引用傳遞，這次可不是副本了，而是原始值（的地址），這就類似大牌的武打演員總不能老是使用替身一樣，偶爾還是要親自上陣的。既然是親自上陣，那么，值被修改為10就不足為奇了。正如結果圖所示，n=10了。 
    
    （3）按值傳遞引用類型 和 按引用傳遞引用類型 
    之所以把這兩個放在一起講，是因為，如結果圖所示，兩種傳遞方式，都成功修改了值——這兩個函數都分別調用了一個輔助修改的函數Change，去修改內部狀態，即m_x,m_y的值，從5到10。呃，竟然都可以成功修改原始值，那么，為什么會存在兩種方式呢？它們有什么區別嗎？分別用在什么地方？為了說明他們的區別，我特意寫了兩個名為other的函數，在函數內new一個Point對象，並使從參數傳遞過來的引用這個新生成的Point對象。值得提醒的是，這個引用其定義在函數體外。其運行如上圖我用方框框起來那個。 
    可以很清楚地看到，通過值傳遞方式，可以改變其值，卻不能改變其本身所引用的對象；而按引用傳遞方式可以。 

    順便提一下，代碼中，有一段注釋掉的代碼，使用out關鍵字的。當你嘗試將其兩者一起寫着，然后，編譯，C#編譯器是會提示錯誤的（error CS0663: 'foo' cannot define overloaded methods that differ only on ref and out）。其原因是，C#編譯器，對ref和out生成的IL代碼，是相同的；而在CLR層面，是沒有ref和out的區別的。C#中，ref和out的區別，主要是，誰負責初始化這個參數使之能用——ref形式是函數外初始化，而out是函數內初始化。 
轉自：http://www.cnblogs.com/DonLiang/archive/2008/02/16/1070717.html