傳值調用和傳引用調用是幾乎所有主流語言都會涉及到的問題,下面我談談我對C#中傳值調用和傳引用調用的理解。
1. 一般對C#中傳值調用和傳引用調用的理解
- 如果傳遞的參數是基元類型(int,float等)或結構體(struct),那麼就是傳值調用。
- 如果傳遞的參數是類(class)那麼就是傳引用調用。
- 如果傳遞的參數前有ref或者out關鍵字,那麼就是傳引用調用。
驗證示例的代碼如下:
using System;
public class ArgsByRefOrValue
{
public static void Main(string[] args)
{
// 實驗1. 傳值調用--基元類型
int i = 10;
Console.WriteLine("before call ChangeByInt: i = " + i.ToString());
ChangeByInt(i);
Console.WriteLine("after call ChangeByInt: i = " + i.ToString());
Console.WriteLine("==============================================");
// 實驗2. 傳值調用--結構體
Person_val p_val = new Person_val();
p_val.name = "old val name";
Console.WriteLine("before call ChangeByStruct: p_val.name = " + p_val.name);
ChangeByStruct(p_val);
Console.WriteLine("after call ChangeByStruct: p_val.name = " + p_val.name);
Console.WriteLine("==============================================");
// 實驗3. 傳引用調用--類
Person_ref p_ref = new Person_ref();
p_ref.name = "old ref name";
Console.WriteLine("before call ChangeByClass: p_ref.name = " + p_ref.name);
ChangeByClass(p_ref);
Console.WriteLine("after call ChangeByClass: p_ref.name = " + p_ref.name);
Console.WriteLine("==============================================");
// 實驗4. 傳引用調用--利用ref
Person_ref p = new Person_ref();
p.name = "old ref name";
Console.WriteLine("before call ChangeByClassRef: p.name = " + p.name);
ChangeByClassRef(ref p);
Console.WriteLine("after call ChangeByClassRef: p.name = " + p.name);
Console.ReadKey(true);
}
static void ChangeByInt(int i)
{
i = i + 10;
Console.WriteLine("when calling ChangeByInt: i = " + i.ToString());
}
static void ChangeByStruct(Person_val p_val)
{
p_val.name = "new val name";
Console.WriteLine("when calling ChangeByStruct: p_val.name = " + p_val.name);
}
static void ChangeByClass(Person_ref p_ref)
{
p_ref.name = "new ref name";
Console.WriteLine("when calling ChangeByClass: p_ref.name = " + p_ref.name);
}
static void ChangeByClassRef(ref Person_ref p)
{
p.name = "new ref name";
Console.WriteLine("when calling ChangeByClassRef: p.name = " + p.name);
}
}
public struct Person_val
{
public string name;
}
public class Person_ref
{
public string name;
}
看起來似乎上面代碼中實驗3和實驗4是一樣的,即對於類(class)來說,不管加不加ref或out,都是傳引用調用。
其實,這只是表面的現象,只要稍微改一下代碼,結果就不一樣了。
修改上面代碼,再增加兩個實驗。
則運行結果爲:
實驗5的運行結果似乎說明即使參數是類(class),只要不加ref,也是傳值調用。
下面就引出了我的理解。
2. 沒有ref時,即使參數爲引用類型(class)時,也可算是一種傳值調用
參數爲引用類型時,傳遞的是該引用類型的地址的一份拷貝,“該引用類型的地址的一份拷貝”即爲傳值調用的“值”。
注意這裏說傳遞的是該引用類型的地址的一份拷貝,而不是引用類型的地址。
下面將用圖的形式來說明以上實驗3,實驗5和實驗6中內存的情況。
2.1 首先是實驗3
實驗3的內存圖如下,實參是函數ChangeByClass外的Person_ref對象,形參是函數ChangeByClass內的Person_ref對象。
從圖中我們可以看出實參new出來之後就在託管堆上分配了內存,並且在棧上保存了對象的指針。
調用函數ChangeByClass後,由於沒有ref參數,所以將棧上的實參p_val拷貝了一份作爲形參,注意這裏p_val(實參)和p_val(形參)是指向託管堆上的同一地址。
所以說沒有ref時,即使參數爲引用類型(class)時,也可算是一種傳值調用,這裏的值就是託管堆中對象的地址(0x1000)。
調用函數ChangeByClass後,通過p_val(形參)修改了name屬性的值,由於p_val(實參)和p_val(形參)是指向託管堆上的同一地址,所以函數外的p_val(實參)的name屬性也被修改了。
2.2 然後是實驗5
上面的實驗3從執行結果來看似乎是傳引用調用,因爲形參的改變導致了實參的改變。
下面的實驗5就可以看出,p_val(形參)和p_val(實參)並不是同一個變量,而是p_val(實參)的一個拷貝。
從圖中可以看出第一步還是和實驗3一樣,但是在調用函數ChangeByClassNew後,就不一樣了。
函數ChangeByClassNew中,對p_val(形參)重新分配了內存(new操作),使其指向了新的地址(0x1100),如下圖:
所以p_val(形參)的name屬性改了時候,p_val(實參)的name屬性還是沒變。
2.3 最後是實驗6
我覺得實驗6是真正的傳引用調用。不廢話了,直接上第一個圖。
參數中加了ref關鍵字之後,其實傳遞的不是託管堆中對象的地址(0x1000),而是棧上p_val(實參)的地址(0x0001)。
所以這裏實參和形參都是棧上的同一個東西,沒有什麼區別了。我覺得這纔是真正的傳引用調用。
然後調用了函數ChangeByClassRefNew,函數中對p_val(形參)重新分配了內存(new操作),使其指向了新的地址(0x1100)。
由於p_val(形參)就是p_val(實參),所以p_val(形參)的name屬性改變後,函數ChangeByClassRefNew外的p_val(實參)的name屬性也被改變了。
而原先分配的對象(地址0x1000)其實已經沒有被引用了,隨時會被GC回收。
3. 結論
如果傳遞的參數是基元類型(int,float等)或結構體(struct),那麼就是傳值調用。 如果傳遞的參數前有ref或者out關鍵字,那麼就是傳引用調用。 如果傳遞的參數是類(class)並且沒有ref或out關鍵字:- 如果調用的函數中對參數重新進行了地址分配(new操作),那麼執行結果類似傳值調用
- 如果調用的函數中沒有對參數重新進行了地址分配,直接就是使用了傳遞的參數,那麼執行結果類似傳引用調用
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