[譯]C# 7系列，Part 7: ref Returns ref回傳結果-有解無憂

原文：https://blogs.msdn.microsoft.com/mazhou/2017/12/12/c-7-series-part-7-ref-returns/

背景

有兩種方法可以將一個值傳遞給一個方法：

按值傳遞，當一個引數被傳遞給一個方法時，一個引數的副本(如果它是一個值型別)或一個"引數參考"的副本(如果它是一個參考型別)被傳遞，當您更改方法中的引數時，更改(單個賦值或復合賦值)會反映到引數/"引數參考"的副本，而不會反映到引數或“引數參考”本身，這是.NET語言中的默認方式(Visual Basic中的ByVal)，（譯注："引數參考"其實是個指標，指向另外一個它實際代表的物件，這里指的是修改這個指標本身，）
以參考的方式傳遞，當一個引數被傳遞給一個方法時，要么引數本身(如果它是一個值型別)要么“引數參考”(如果它是一個參考型別)被直接傳遞，沒有生成其他副本，當您更改方法中的引數時，更改(單個賦值或復合賦值)將反映到引數或“引數參考”本身，這可以通過在C#中使用ref關鍵字或者在Visual Basic中使用ByRef關鍵字來表明，

例如，FCL(.NET Framework Class Library)中的Array. resize()方法接受型別為Array的ref引數，該ref值在方法實作中進行了修改，以指向調整大小后的陣列新空間，你可以繼續使用該陣列變數，并訪問新的記憶體空間：

byte[] data = https://www.cnblogs.com/wenhx/p/new byte[10];
Array.Resize(ref data, 20); //譯注：上一行data指向的記憶體空間和這里data指向的記憶體空間可能變更了，
Console.WriteLine($"New array size is: {data.Length}");

ref回傳結果

ref回傳結果是方法的參考回傳值，與作為方法引數傳遞的ref值類似，呼叫者可以修改ref回傳值，對該回傳值的任何更改(賦值)都將反映到從方法中回傳的原始值，

在C#中，你可以使用return ref關鍵字創建一個ref回傳結果，

請看下面的示例：

private static ref T ElementAt<T>(ref T[] array, int position)
{
     if (array == null)
     {
         throw new ArgumentNullException(nameof(array));
     }

     if (position < 0 || position >= array.Length)
     {
         throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(position));
     }

     return ref array[position];
}

上述方法的目的是在陣列的特定位置獲取對元素的參考，稍后你可以使用這個參考來更改該元素的值；因為它是一個ref值，所以更改將應用于陣列中的原始值，（譯注：就是陣列中的原始值會被改變）

要使用這個方法，需要使用ref區域變數：

private static void Main(string[] args)
{
    int[] data = https://www.cnblogs.com/wenhx/p/new int[10];
    Console.WriteLine($"Before change, element at 2 is: {data[2]}");
    ref int value = https://www.cnblogs.com/wenhx/p/ref ElementAt(ref data, 2);
    // Change the ref value.
    value = https://www.cnblogs.com/wenhx/p/5;
    Console.WriteLine($"After change, element at 2 is: {data[2]}");
}

Visual Studio智能感知表面呼叫的方法是一個ref回傳結果方法，

上面代碼的運行輸出結果如下：

呼叫帶有ref回傳結果的方法

與前面的示例一樣，要獲得ref回傳值的參考，你需要使用ref區域變數，并將ref關鍵字放在呼叫方法前面(ref在等式左右兩邊都有)，

ref int value = https://www.cnblogs.com/wenhx/p/ref ElementAt(ref data, 2);

你還可以在不使用ref關鍵字的情況下呼叫此方法，這時候回傳的是值，（譯注：不是參考）

int value = https://www.cnblogs.com/wenhx/p/ElementAt(ref data, 2);

在這種情況下，程式輸出如下：

但是，你需要在兩邊都指定ref，或者兩邊都沒有ref；你不能在一邊指定ref而在另一邊不指定ref，

此外，以下代碼也可以運行：

ElementAt(ref data, 2) = 5;

你將獲得與第一個示例相同的輸出，位置2的元素從0(默認值)更改為5，這是因為ref回傳可以作為一個LValue出現，（譯注：LValue被稱為左值，簡單地說就是出現在等號左邊的值，詳見"左值和右值運算式"）

解決多載

因為回傳型別不是認定一個多載的方法簽名的一部分，所以下面的方法定義可能不起作用，（譯注：不能同時出現在一個類中，他們被視為同樣的簽名，同樣簽名的方法在一個類中只能出現一次）

public int M(int[] value);
public ref int M(int[] value);

但是下面的定義將會起作用，因為引數在第一個方法中有ref，在第二個方法中沒有ref，是傳值，（譯注：引數是方法簽名的一部分）

public ref int M(ref int[] value);
public ref int M(int[] value);

因此，為了多載一個ref回傳結果方法，你需要滿足如下引數規則：

使用不同數量的引數，或者
使用不同型別的引數，或者
使用不同的傳值方式的引數（值或者參考），

限制

ref return有一些限制：

一個方法ref回傳的值必須是一個ref local（譯注：ref區域變數）；這個ref區域變數的來源可以是這個方法的一個實際的ref/out引數，或者是宣告方法所在型別中的一個欄位，
不能參考回傳空型別，
不能直接參考回傳null，但是你可以回傳一個ref區域變數，它的值是null，
不能從異步方法ref回傳，因為在異步方法回傳時，回傳值可能是不確定的，
不允許ref回傳常量和列舉，

結論

ref回傳結果是C#語言的擴展，它可以通過減少從方法回傳中復制值的可能性來提高代碼的性能，這對于那些低級別的編程組件很有用，比如互操作性、跨平臺或資源受限的場景(移動、物聯網等)，要使用這個特性，你需要使用C# language 7.0，升級你的Visual Studio版本到2017年或更高版本，

系列文章：

[譯]C# 7系列，Part 1: Value Tuples 值元組
[譯]C# 7系列，Part 2: Async Main 異步Main方法
[譯]C# 7系列，Part 3: Default Literals 默認文本運算式
[譯]C# 7系列，Part 4: Discards 棄元
[譯]C# 7系列，Part 5: private protected 訪問修飾符
[譯]C# 7系列，Part 6: Read-only structs 只讀結構
[譯]C# 7系列，Part 7: ref Returns ref回傳結果（本文）
[譯]C# 7系列，Part 8: in Parameters in引數
[譯]C# 7系列，Part 9: ref structs ref結構
[譯]C# 7系列，Part 10: Span<T> and universal memory management Span<T>和統一記憶體管理（完）

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標籤：C#

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