C#中的参数传递

原文链接：http://jonskeet.uk/csharp/parameters.html
<h2>序言：什么是引用类型(reference type)?</h2>
在C#中，有两种主要的类型：引用类型(reference type)和值类型(value type)。
类，委托和接口属于引用类型，结构和枚举属于值类型。
它们所表现的行为不同，关于参数传递的很多疑惑都来自于大家不甚了解两者之间的不同之处。下面是一些简要的解释：
引用类型：它的值是一个引用，而不是该引用所指代的对象。比如说，考虑下面的代码：

StringBuilder sb = new StringBilder();

这里，我们声明了一个变量sb，创建了一个新的StringBuilder对象，并且把这个StringBuilder对象的引用赋值给了sb。sb的值<b>并不是</b>对象自身，它仅仅是一个引用。
引用类型的赋值很简单----被赋的值是一个表达式/变量：

StringBuilder first = new StringBuilder();
first.Append("hello");
StringBuilder second = first;
Console.WriteLine(second); // 打印hello

这里，我们声明了一个变量first，创建了一个新的StringBuilder对象，并且赋值给了first作为引用，指向这个对象。然后，我们把first的值赋值给了second。这意味着，它们共同指向一个相同的对象。如果我们通过调用first.Append对这个对象的值进行了修改，那么通过second可以看到这个修改：

StringBuilder first = new StringBuilder();
first.Append("hello");
StringBuilder second = first;
first.Append(" world");
Console.WriteLine(second); // 打印hello world

虽然如此，这两个变量仍然是相互独立的。改变first的值，让其指向一个完全不同的对象(或者让其值指向一个null引用)并不会影响second，也不会影响first自己所指向的对象：

StringBuilder first = new StringBuilder();
first.Append("Hello");
StringBuilder second = first;
first.Append(" world");
first = new StringBuilder("goodbye");
Console.WriteLine(first); // 打印goodbye
Console.WriteLine(second); // 仍然打印hello world

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<h2>序言继续：什么是值类型(value type)</h2>
引用类型在变量和真正的数据之间隔离了一个间接层，值类型并不是。值类型的变量直接就包含了数据。对于值类型的赋值使得真实数据被复制了。例如：

public struct IntHolder {
  public int i;
}

不论IntHolder类型的变量在哪里，这个变量的值都包含了所有数据，在上述例子中，就是包含了一个整型数据。赋值对于值的拷贝如下：

IntHolder first = new IntHolder();
first.i = 5;
IntHolder second = first;
first.i = 6;
Console.WriteLine(second.i);

输出的值为5。
这里，second.i的值为5，因为这是当赋值second = first执行的时候，first.i的值，也就是说，除了当赋值语句执行时，second中的值和first中的值是独立的。

简单类型(如float，int，char），enum类型和struct类型都是值类型。

注意，很多类型（比如string）似乎在某些情况下表现出是值类型，但是实际上是引用类型。这些是所谓的“不可变类型”(<i>immutable types</i>)。这意味着一旦一个实例已经被构建，就不能改变了。
这使得一个引用类型表现出了一些与值类型的<i>相似性</i>，尤其是，如果你有一个不可变类型的引用，你在从一个方法中返回它或者把它传递给另一个方法时会觉得安心，因为你知道它不会背着你自己发生改变。这是因为，比如，string.Replace并不会改变调用它的字符串，而是会返回一个保存新字符串数据的新的实例。如果原始字符串被改变了，任何其他保存对这个字符串的引用都会发生变化-----这样的需求很少见。
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<h2>参数的不同类型</h2>

C#中有四种不同类型的参数：值参数（默认），引用参数（使用ref），输出参数（使用out），和参数数组（使用params）。
<h3><i>你可以通过值类型和引用类型使用任何上述四种类型的参数</i></h3>
当你看到"引用"或者"值"时，你应该非常清楚，这里所指的究竟是这个参数是引用参数还是值参数，还是类型是值类型或是引用类型。如果你能够分清这两种情况，那就简单了。
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<h3>值参数(Value parameters)</h3>
默认情况下，参数是值参数。这意味着在方法声明中，一个该变量的新的存储区域被创建了。例如：

void Foo (StringBuilder x) 
{
  x = null;
}
...
StringBuilder y = new StringBuilder();
y.Append("hello");
Foo(y);
Console.WriteLine(y == null);

结果是False。
y的值并没有因为x被设置为null而改变。（注：x为null后，y仍然指向StringBuilder的实例）。

如果两个引用类型的变量指向一个相同的对象，那么这个对象的改变会同时反映在这两个引用上，如下：

Void Foo(StringBuilder x)
{
  x.Append.(" world");
}
...
StringBuilder y = new StringBuilder();
y.Append("hello");
Foo (y);
Console.WriteLine(y); // 打印hello world

当调用Foo后，y指向的StringBuilder对象包含"hello world",因为在Foo函数中，数据" world"通过x这个引用追加到了对象中。

现在，考虑当值类型作为值参数传递的情况。正如之前所说，值类型的值就是数据本身。考虑下面的代码：

void Foo (IntHolder x)
{
  x.i = 10;
}
...
IntHolder y = new IntHolder();
y.i = 5;
Foo(y);
Console.WriteLine(y.i); // 打印5

当Foo被调用后，结构体x刚开始i的值是5，随后变成了10。Foo不知道变量y的任何信息，当方法完成成后，y的值仍然是原先的5。
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<h3>引用参数(Value parameters)</h3>
引用参数不传递变量的值，而是传递变量自身。引用参数需要ref修饰符作为声明，这意味着当你通过引用传递参数时，你是永远知道自己在做什么的。看下面的例子，仅仅改变了参数的传递，作为引用参数传递。

Void Foo(ref StringBuilder x)
{
  x = null;
}
...
StringBuilder y = new StringBuilder();
y.Append("hello");
Foo (ref y);
Console.WriteLine(y == null);// 打印True

这里，由于y的引用自身被传递了，而不是其值被传递，对参数x的改变立刻影响了y自己。

现在考虑结构体作为引用参数传递：

void Foo (ref IntHolder x)
{
  x.i = 10;
}
...
IntHolder y = new IntHolder();
y.i = 5;
Foo (ref y);
Console.WriteLine(y.i); // 打印10

这两个变量共享同一个存储区域，所以对于x的改变对于y来说是一样的。

注：通过引用传递参数传递一个值对象和通过值参数方式传递一个引用对象的区别
你可能已经注意到，在上一个例子中，通过引用参数方式传递一个结构体时，效果等同于通过值参数的方式传递一个类对象。但是，考虑下面的代码：

  Void Foo (??? IntHolder x) 
  {
    x = new IntHolder();
  }
  ...
  IntHolder y = new IntHolder();
  y.i = 5;
  Foo(??? y);

现在，考虑以下情况：当IntHolder是一个结构体(值类型)，参数是引用参数时(ref 代替代码中的???)。当调用了Foo(ref y)后，y的值是一个新的IntHolder中的i的值(y.i是0)。

当IntHolder是一个类(引用类型)，参数是值参数时(移除代码中的???)，y的值是不变的---它还是指向那个方法调用前对象。

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<h3>输出参数(Output parameters)</h3>
类似于引用参数，输出参数并不开辟新的存储区域。输出参数需要out修饰符，声明和调用时都需要。这也意味着你在通过输出参数传递对象时，你是完全清楚自己的行为的。
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<h3>参数数组(Parameters arrays)</h3>