C# 引用关键字（开发人员工作原理）

"(《世界人权宣言》) C# ref 关键字 是每个初学者都应该学习的基本工具。它用于通过引用而不是值来传递参数或 args，从而允许在被调用方法内部对引用类型变量所做的更改反映到外部。在本教程中，我们将详细介绍**ref 关键字，并通过各种控制台代码示例来说明它是如何工作的。

ref 关键字简介

在 C# 中传递方法参数时，默认情况下是通过值传递的。这意味着会创建参数值的副本，调用方法中的任何更改都不会影响方法外的原始变量。关键字 ref 改变了这种行为，允许通过引用传递参数。当参数通过引用传递时，方法内的任何更改都将直接影响方法外的原始变量。

关键概念

• ref 关键字：用于表示变量通过引用传递。
• 引用变量：引用存储数据的内存位置的类型。
• 值类型：保存实际数据的类型。
• 原始变量：使用 ref 关键字时，方法外部的变量反映了方法内部的变化。

参考传递

让我们先来了解一下变量如何通过引用传递的概念。想象一下，你有一个递增整数的方法，如下代码所示：

class Program
{
//method returns incremented value
    static void IncrementByOne(int num)
    {
        num++;
    }

    static void Main()
    {
        int value = 5;
        IncrementByOne(value);
        Console.WriteLine(value);  // Output: 5
    }
}

class Program
{
//method returns incremented value
    static void IncrementByOne(int num)
    {
        num++;
    }

    static void Main()
    {
        int value = 5;
        IncrementByOne(value);
        Console.WriteLine(value);  // Output: 5
    }
}

Friend Class Program
'method returns incremented value
	Private Shared Sub IncrementByOne(ByVal num As Integer)
		num += 1
	End Sub

	Shared Sub Main()
		Dim value As Integer = 5
		IncrementByOne(value)
		Console.WriteLine(value) ' Output: 5
	End Sub
End Class

在上面的代码中，即使我们在 IncrementByOne 方法中递增了 num，原来的 value 仍然保持不变。这是因为 num 是原始变量的副本，对它的更改不会影响原始变量。

使用 ref 关键字

现在，让我们看看 ref 关键字如何改变这种行为。通过使用 ref 关键字，你可以将一个变量通过引用传递给方法，如下例代码所示。

class Program
{
//ref int
    static void IncrementByOneRef(ref int num)
    {
        num++;
    }

    static void Main()
    {
        int value = 5;
        IncrementByOneRef(ref value);
        Console.WriteLine(value);  // Output: 6
    }
}

class Program
{
//ref int
    static void IncrementByOneRef(ref int num)
    {
        num++;
    }

    static void Main()
    {
        int value = 5;
        IncrementByOneRef(ref value);
        Console.WriteLine(value);  // Output: 6
    }
}

Friend Class Program
'ref int
	Private Shared Sub IncrementByOneRef(ByRef num As Integer)
		num += 1
	End Sub

	Shared Sub Main()
		Dim value As Integer = 5
		IncrementByOneRef(value)
		Console.WriteLine(value) ' Output: 6
	End Sub
End Class

请注意方法签名和调用中的 ref 关键字。这就告诉 C#，你想通过引用来传递 value 变量。因此，在 IncrementByOneRef 方法中所做的更改会反映在原始的 value 变量中。

使用值类型

在处理整数、双倍和结构体等类型时，ref 关键字尤其有用。这些类型直接存储在内存中，通过引用传递它们可以提高性能并更精确地控制数据操作。

修改参考变量

虽然 ref 关键字通常与值类型相关联，但它也可用于引用类型变量。引用类型（如类和数组）存储的是对内存中实际数据的引用，而不是数据本身。这意味着你要处理的是一个类似指针的结构，通过引用传递会产生不同的结果，如下例所示：

class Person
{
    public string Name { get; set; }
}

class Program
{
    //method
    static void ChangeName(ref Person person)
    {
        //new object
        person = new Person { Name = "Alice" };
    }

    static void Main()
    {
        Person person = new Person { Name = "Bob" };
        ChangeName(ref person);
        Console.WriteLine(person.Name);  // Output: Alice
    }
}

class Person
{
    public string Name { get; set; }
}

class Program
{
    //method
    static void ChangeName(ref Person person)
    {
        //new object
        person = new Person { Name = "Alice" };
    }

    static void Main()
    {
        Person person = new Person { Name = "Bob" };
        ChangeName(ref person);
        Console.WriteLine(person.Name);  // Output: Alice
    }
}

Friend Class Person
	Public Property Name() As String
End Class

Friend Class Program
	'method
	Private Shared Sub ChangeName(ByRef person As Person)
		'new object
		person = New Person With {.Name = "Alice"}
	End Sub

	Shared Sub Main()
		Dim person As New Person With {.Name = "Bob"}
		ChangeName(person)
		Console.WriteLine(person.Name) ' Output: Alice
	End Sub
End Class

在本例中，"ChangeName "方法将 "person "变量的引用更改为一个新的 "Person "对象。结果，原来的 person 变量现在指向了一个不同的对象，它的名字是 "Alice"。

使用引用类型参数的方法重载

你可以使用多个名称相同但参数不同的方法。这就是所谓的方法重载。当使用 ref 关键字时，方法重载变得更加强大。

class Calculator
{
    public static void Add(ref int x, int y)
    {
        x += y;
    }

    public static void Add(ref double x, double y)
    {
        x += y;
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        int intValue = 5;
        double doubleValue = 7.5;
        //ref parameter
        Calculator.Add(ref intValue, 3);
        Calculator.Add(ref doubleValue, 2.5);

        Console.WriteLine(intValue);      // Output: 8
        Console.WriteLine(doubleValue);   // Output: 10.0
    }
}

class Calculator
{
    public static void Add(ref int x, int y)
    {
        x += y;
    }

    public static void Add(ref double x, double y)
    {
        x += y;
    }
}

class Program
{
    static void Main()
    {
        int intValue = 5;
        double doubleValue = 7.5;
        //ref parameter
        Calculator.Add(ref intValue, 3);
        Calculator.Add(ref doubleValue, 2.5);

        Console.WriteLine(intValue);      // Output: 8
        Console.WriteLine(doubleValue);   // Output: 10.0
    }
}

Friend Class Calculator
	Public Shared Sub Add(ByRef x As Integer, ByVal y As Integer)
		x += y
	End Sub

	Public Shared Sub Add(ByRef x As Double, ByVal y As Double)
		x += y
	End Sub
End Class

Friend Class Program
	Shared Sub Main()
		Dim intValue As Integer = 5
		Dim doubleValue As Double = 7.5
		'ref parameter
		Calculator.Add(intValue, 3)
		Calculator.Add(doubleValue, 2.5)

		Console.WriteLine(intValue) ' Output: 8
		Console.WriteLine(doubleValue) ' Output: 10.0
	End Sub
End Class

在上面的示例中，我们重载了 Add 方法，使其同时适用于 int 和 double 类型。关键字 ref 允许方法直接修改原始变量。

使用 out 关键字

另一个相关的关键字是 out。它与 ref 类似，但目的略有不同。ref 希望变量在传递之前就被初始化，而 out 关键字则用于方法为不一定有初始值的参数赋值：

class Program
{
    static void Divide(int dividend, int divisor, out int quotient)
    {
        quotient = dividend / divisor;
    }

    static void Main()
    {
        int result;
        Divide(10, 2, out result);
        Console.WriteLine(result);  // Output: 5
    }
}

class Program
{
    static void Divide(int dividend, int divisor, out int quotient)
    {
        quotient = dividend / divisor;
    }

    static void Main()
    {
        int result;
        Divide(10, 2, out result);
        Console.WriteLine(result);  // Output: 5
    }
}

Friend Class Program
	Private Shared Sub Divide(ByVal dividend As Integer, ByVal divisor As Integer, ByRef quotient As Integer)
		quotient = dividend \ divisor
	End Sub

	Shared Sub Main()
		Dim result As Integer = Nothing
		Divide(10, 2, result)
		Console.WriteLine(result) ' Output: 5
	End Sub
End Class

在本例中，"Divide "方法计算商，并使用 "out "关键字将其赋值给 "quotient "变量。值得注意的是，在将 result 传递给方法之前，不需要对它进行初始化。

ref 与 out 关键字的区别

out "关键字与 "ref "关键字相似，但有很大不同。out 参数不需要初始值，而 ref 参数在方法调用前必须有初始值。

潜在陷阱

虽然 ref 和 out 关键字是强大的工具，但应谨慎使用。不正确地使用这些关键字会导致代码混乱和意想不到的行为。例如，在未初始化的情况下，不能在 ref 或 out 参数中使用非引用变量，否则会导致编译错误。

ref 关键字的高级用法

使用引用类型和值类型

在使用 ref 关键字时，了解两个引用和值类型之间的区别至关重要。

• 引用类型：变量指内存中存储数据的位置，如对象、数组等。
• 值类型：变量直接包含数据，如整数、浮点数等。

在值类型中使用 ref 可以将变化反映到方法之外，而引用类型变量本来就有这种行为。

带有 ref 关键字的扩展方法

您也可以在扩展方法中使用 ref 关键字。举个例子

public static class StringExtensions
{
//example
    public static void AppendValue(ref this string input, string value)
    {
        input += value;
    }
}

public static class StringExtensions
{
//example
    public static void AppendValue(ref this string input, string value)
    {
        input += value;
    }
}

Public Module StringExtensions
'example
	Public Sub AppendValue(ByRef Me input As String, ByVal value As String)
		input &= value
	End Sub
End Module

编译器错误和 ref 关键字

如果忘记在方法签名或方法调用中包含 ref 关键字，编译时将导致编译器错误。

Async方法和 ref 参数

请注意，您不能在迭代器方法或 async 方法中使用 ref 参数，因为这些方法需要通过值传递参数。

钢铁套房介绍

除了了解 C# 中的 ref 关键字等关键概念外，还有一套强大的工具可以让开发人员的生活变得更加轻松。Iron Suite 集合了一系列强大的工具和库，包括 IronPDF、IronXL、IronOCR 和 IronBarcode。让我们一起来探索这些工具，看看它们是如何不费吹灰之力就能提升你的编码体验的。

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指尖上的 IronXL Excel 操作

用 C# 处理 Excel 文件可能很有挑战性，但是 IronXL 简化了这一任务。它能让你在没有安装 Excel 的情况下读取、写入、编辑和处理 Excel 文件。从导入数据到创建新的电子表格，IronXL 都能让你在 C&num 中处理 Excel；

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IronBarcode 条码生成和读取

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Iron Suite 与 ref 关键字的关系

你可能会想知道这些工具与我们讨论过的 ref 关键字有什么关系。在处理涉及 PDF、Excel、OCR 或条形码的复杂项目时，有效使用 ref 关键字和其他 C# 原则对于高效管理代码至关重要。

例如，在使用 IronXL 处理大型 Excel 文件时，使用 ref 关键字通过引用传递对象可以使代码更高效、更易于维护。同样，在使用 IronPDF 处理 PDF 文档时，ref关键字也会发挥作用。

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结论

C# 语言的 ref 关键字等功能为开发人员提供了强大的功能。与包括 IronPDF、IronXL、IronOCR 和 IronBarcode 在内的 Iron Suite 相结合，可能性变得更加广阔。

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