C# 回顾：ref 知多少

要理解C# 7的ref特性，需要认真回顾C# 6以前版本中ref参数的工作原理，首先是变量和值之间的区别。

对于变量这个概念的理解因人而异。可以把变量想象成一张纸，如图13-1所示。这张纸上共有3项信息：

• 变量的名称；
• 编译时类型；
• 当前值。

图13-1　把变量想象成一张纸

给变量赋新值，就相当于擦掉当前值然后写上一个新值。当变量类型是引用类型时，纸上所写的值就不再是对象本身，而是对象的引用。对象的引用，就是通过地址找到对象，就像通过街道地址找到某个建筑一样。如果两张纸上写着相同的地址，那么这两个地址指向同一个建筑；两个引用值相同的变量，指向的是同一个对象。

提示　ref关键字和对象引用是不同的概念。虽然二者有相似性，但需要加以区分。通过值传递对象引用和通过引用传递变量是不同的。下面过使用对象引用而不是引用来重点区分这两个概念。

当把某个变量值复制给另外一个变量时，只是这个值本身发生了复制。这两张纸依然是独立的两张纸，之后任何一个变量的值改变都不会影响另外一个变量，见图13-2。

图13-2　把值赋给一个新变量

这种方式的值复制，和调用方法时对值参数的操作是相同的：方法实参的值被复制到了另一张新纸上——形参中，如图13-3所示。实参可以是变量，也可以是任何适当类型的表达式。

图13-3　使用值参数调用方法：方法形参是新变量，其初始值是实参的值

但ref参数的行为与此不同，见图13-4。使用ref参数，不会创建一张新纸，而是由调用方提供一张现有的、包含初始值的纸。可以将其看作一张纸上写着两个名字：一个是调用方使用的该变量的标识，另一个是形参名称。

图13-4　ref参数使用同一张纸，而不是创建一张新纸并复制值

如果在方法中修改了ref参数的值，即修改了纸上的现有值。当方法返回时，修改的结果就会反应给调用方，因为修改的是同一张纸上的值。

说明　看待形参和变量的方式有多种。某些作者提出了不同的理解方式：把ref参数看作完全独立的变量，它有一个自动的中间层，任何关于ref参数的访问都会先访问中间层。这种解释更接近IL的工作原理，但对我来说帮助不大。

此外，并不是每个ref参数都会使用不同的纸。下面这个例子有些极端，但有助于我们理解ref参数，以及接下来要讲的ref局部变量。

代码清单13-1　多个ref参数使用同一个变量

static void Main()
{
int x = 5;
IncrementAndDouble(ref x, ref x);
Console.WriteLine(x);
}

static void IncrementAndDouble(ref int p1, ref int p2)
{
p1++;
p2 *= 2;
}

这段代码的执行结果是12，x、p1、p2表示的是同一张纸。这张纸上的初始值是5，p1++把它变成6，然后p2 *= 2把6翻倍变成12。图13-5展示了上述过程。

图13-5　两个ref参数指向同一张纸

一种常见的做法是把它们看作别名：变量x、p1和p2都是同一个存储位置的别名，它们只是通往同一块内存的不同方式而已。

上述内容可能略显陈旧、烦琐，但这是在为接下来C# 7真正的新特性做知识铺垫。以纸张作为思维模型来理解变量，便于学习新特性。

（完）

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