C#中的ref關鍵字

最近有人問到 ref 關鍵字的正確用法，下面我們來舉例說明。其實要更好的理解 ref 關鍵字，結合 C++ 代碼更加容易一些。另外在開始我們的例子之前，需要提前說明幾點：

C# 中的數據有兩種類型：引用類型（reference types）和值類型（value types）。 簡單類型（包括int, long, double等）和結構（structs）都是值類型，而其他的類都是引用類型。 簡單類型在傳值的時候會做復制操作，而引用類型只是傳遞引用，就像 C++ 中的指針一樣。

注意 structs 在 C# 和 C++ 中的區別。在 C++ 中， structs 和類基本相同（except that the default inheritance and default access are public rather than private）。 而在 C# 中，structs 和類有很大的區別。其中最大的區別（我個人覺得，同時也是容易忽略的一個地方）可能就是它是值類型，而不是引用類型。

下面這段代碼是 MSDN 中的例子：

// cs_ref.cs
using System;
public class MyClass
{
　 public static void TestRef(ref char i)
　 {
　　 // The value of i will be changed in the calling method
　　 i = 'b';
　 }
　
　 public static void TestNoRef(char i)
　 {
　　 // The value of i will be unchanged in the calling method
　　 i = 'c';
　 }
　
　 // This method passes a variable as a ref parameter; the value of the
　 // variable is changed after control passes back to this method.
　 // The same variable is passed as a value parameter; the value of the
　 // variable is unchanged after control is passed back to this method.
　 public static void Main()
　 {
　　 char i = 'a';　　// variable must be initialized
　　 TestRef(ref i);　// the arg must be passed as ref
　　 Console.WriteLine(i);
　　 TestNoRef(i);
　　 Console.WriteLine(i);
　 }
}

大家很容易看出輸出結果是：

b
b

那麼如果把這個例子做一些新的改動，將值類型（這裡用的是 char）改成引用類型，程序運行又是什麼效果呢？

// ----------------------------------------
// MyClass definition
public class MyClass
{
　 public int Value;
}
// ----------------------------------------
// Tester methods
public static void TestRef(ref MyClass m)
{
　 m.Value = 10;
}
public static void TestNoRef(MyClass m)
{
　 m.Value = 20;
}
public static void TestCreateRef(ref MyClass m)
{
　 m = new MyClass();
　 m.Value = 100;
}
public static void TestCreateNoRef(MyClass m)
{
　 m = new MyClass();
　 m.Value = 200;
}
public static void Main()
{
　 MyClass m = new MyClass();
　 m.Value = 1;
　
　 TestRef(ref m);
　 Console.WriteLine(m.Value);
　
　 TestNoRef(m);
　 Console.WriteLine(m.Value);
　
　 TestCreateRef(ref m);
　 Console.WriteLine(m.Value);
　
　 TestCreateNoRef(m);
　 Console.WriteLine(m.Value);
}

大家能馬上給出正確的答案麼？如果能，那看來你對 ref 的用法了解得還是非常不錯的。其實如果大家對 C++ 比較熟悉的話，把這段代碼換成 C++ 的就好理解的多了。

// ----------------------------------------
// MyClass definition
#pragma once
class MyClass
{
public:
  int Value;
};
typedef MyClass* MyClassPtr;
// ----------------------------------------
// Tester methods
void TestRef(char* i)
{
  *i = 'b';
}
void TestNoRef(char i)
{
  i = 'c';
}
void TestRef(MyClassPtr* m)
{
  (*m)->Value = 10;
}
void TestNoRef(MyClassPtr m)
{
  m->Value = 20;
}
void TestCreateRef(MyClassPtr* m)
{
  delete (*m);
  *m = new MyClass();
  (*m)->Value = 100;
}
void TestCreateNoRef(MyClassPtr m)
{
  m = new MyClass();
  m->Value = 200;
}
int main(int argc, char* argv[])
{
  char c = 'a';
  TestRef(&c);
  printf("%c\n", c);  // output: b
  TestNoRef(c);
  printf("%c\n", c);  // output: b
  MyClassPtr m = new MyClass;
  m->Value = 1;
  TestRef(&m);
  printf("%d\n", m->Value);
  TestNoRef(m);
  printf("%d\n", m->Value);
  TestCreateRef(&m);
  printf("%d\n", m->Value);
  TestCreateNoRef(m);
  printf("%d\n", m->Value);
  delete m;
  return 0;
}

這兩段分別用 C# 和 C++ 實現的代碼的輸出結果都是一樣的。後面用 MyClass 測試的輸出結果是：

10
20
100
100

具體的原因相信經過大家的分析應該會很清楚的。另外如果大家有興趣可以用 structs 再試試，也可以同時對 structs 在 C++ 和 C# 中的區別有進一步的認識。