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2010年(66)

分类: C/C++

2010-09-10 09:32:20

最近有人问到 ref 关键字的正确用法,下面我们来举例说明。其实要更好的理解 ref 关键字,结合 C++ 代码更加容易一些。另外在开始我们的例子之前,需要提前说明几点:

  • C# 中的数据有两种类型:引用类型(reference types)和值类型(value types)。 简单类型(包括int, long, double等)和结构(structs)都是值类型,而其他的类都是引用类型。 简单类型在传值的时候会做复制操作,而引用类型只是传递引用,就像 C++ 中的指针一样。
  • 注意 structs 在 C# 和 C++ 中的区别。在 C++ 中, structs 和类基本相同(except that the default inheritance and default access are public rather than private)。 而在 C# 中,structs 和类有很大的区别。其中最大的区别(我个人觉得,同时也是容易忽略的一个地方)可能就是它是值类型,而不是引用类型。

下面这段代码是 MSDN 中的例子:

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// cs_ref.cs
using System;
public class MyClass
{
  public static void TestRef(ref char i)
  {
    // The value of i will be changed in the calling method

    i = 'b';
  }

  public static void TestNoRef(char i)
  {
    // The value of i will be unchanged in the calling method
    i = 'c';
  }

  // This method passes a variable as a ref parameter; the value of the
  // variable is changed after control passes back to this method.
  // The same variable is passed as a value parameter; the value of the
  // variable is unchanged after control is passed back to this method.
  public static void Main()
  {
    char i = 'a';    // variable must be initialized

    TestRef(ref i);  // the arg must be passed as ref
    Console.WriteLine(i);
    TestNoRef(i);
    Console.WriteLine(i);
  }
}

大家很容易看出输出结果是:

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2
b
b

那么如果把这个例子做一些新的改动,将值类型(这里用的是 char)改成引用类型,程序运行又是什么效果呢?

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// ----------------------------------------
// MyClass definition
public class MyClass
{
  public int Value;
}


// ----------------------------------------
// Tester methods

public static void TestRef(ref MyClass m)
{
  m.Value = 10;
}

public static void TestNoRef(MyClass m)
{
  m.Value = 20;
}

public static void TestCreateRef(ref MyClass m)
{
  m = new MyClass();
  m.Value = 100;
}


public static void TestCreateNoRef(MyClass m)
{
  m = new MyClass();
  m.Value = 200;
}

public static void Main()
{
  MyClass m = new MyClass();
  m.Value = 1;

  TestRef(ref m);
  Console.WriteLine(m.Value);


  TestNoRef(m);
  Console.WriteLine(m.Value);

  TestCreateRef(ref m);
  Console.WriteLine(m.Value);

  TestCreateNoRef(m);
  Console.WriteLine(m.Value);
}

大家能马上给出正确的答案么?如果能,那看来你对 ref 的用法了解得还是非常不错的。其实如果大家对 C++ 比较熟悉的话,把这段代码换成 C++ 的就好理解的多了。

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// ----------------------------------------
// MyClass definition
#pragma once

class MyClass
{
public:
  int Value;
};

typedef MyClass* MyClassPtr;


// ----------------------------------------
// Tester methods
void TestRef(char* i)
{
  *i = 'b';
}

void TestNoRef(char i)
{
  i = 'c';
}


void TestRef(MyClassPtr* m)
{
  (*m)->Value = 10;
}

void TestNoRef(MyClassPtr m)
{
  m->Value = 20;
}

void TestCreateRef(MyClassPtr* m)
{
  delete (*m);
  *m = new MyClass();
  (*m)->Value = 100;
}


void TestCreateNoRef(MyClassPtr m)
{
  m = new MyClass();
  m->Value = 200;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  char c = 'a';


  TestRef(&c);
  printf("%c\n", c);  // output: b
  TestNoRef(c);
  printf("%c\n", c);  // output: b

  MyClassPtr m = new MyClass;
  m->Value = 1;


  TestRef(&m);
  printf("%d\n", m->Value);

  TestNoRef(m);
  printf("%d\n", m->Value);

  TestCreateRef(&m);
  printf("%d\n", m->Value);

  TestCreateNoRef(m);
  printf("%d\n", m->Value);

  delete m;

  return 0;
}

这两段分别用 C# 和 C++ 实现的代码的输出结果都是一样的。后面用 MyClass 测试的输出结果是:

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10
20
100
100

具体的原因相信经过大家的分析应该会很清楚的。另外如果大家有兴趣可以用 structs 再试试,也可以同时对 structs 在 C++ 和 C# 中的区别有进一步的认识。

Kellin
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posted on 2007-08-28 23:36 Kellin 阅读(6367) 评论(35) 编辑 收藏
 
#1楼 2007-08-29 07:37 
MyClass本身就是引用类型,在这里加ref根本没意义 
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#2楼 2007-08-29 07:52 补丁      
...读完..还是没啥进一步的认识 
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#3楼 2007-08-29 08:18 
坦白说刚才没看清楚。
有ref 或out 修饰符的引用类型参数的方法(使用new)创建一个对象之后,指向新对象的指针会被返回给调用代码。
楼主既然写出来了就应该详细一些,就这么一些代码而没有任何解释,是为了显摆还是作什么。。。
 
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#4楼 2007-08-29 08:43 
似乎这种文章不适合放在首页哦。建议移到新手区 
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#5楼 2007-08-29 08:49 网魂小兵      
C#中的引用==C++中的指针?
骗人的吧!!!
 
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#6楼 2007-08-29 09:30 Anders Liu      
呵呵 
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#7楼 2007-08-29 09:39 荡秋千      
to aaa 
这个一楼最搞笑了。
 
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#8楼 2007-08-29 09:46 
@荡秋千
我觉得aaa有道理
出了string的特殊点,其他的引用类型都没必要用ref吧
 
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#9楼 2007-08-29 09:46 紫色阴影      
不加ref传递引用类型相当于指针
加ref相当于指针的指针
很基本的概念啊。。
 
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#10楼 2007-08-29 09:48 Kellin
@网魂小兵
C# 中的引用和 C++ 的指针就是差不多的吧!有什么区别么?请不吝赐教哦,呵呵!
 
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#11楼 2007-08-29 10:04 Aplo      
引用是引用,指针是指针,差别大了 

引用必须有实体,指针可以是空指针,等等还有好多区别。 

另外dotnet的对象是放在托管堆里面的,有自动垃圾回收装置。不要简单地想象成C++中的指针
 
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#12楼 2007-08-29 10:05 xiaomi7732      
@Kellin 
呵呵,Cpp中指针是可以参与运算的,例如自增(++),C#中的引用能进行自增吗?
 
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#13楼 2007-08-29 10:10 Kellin

要这么算起来,引用和指针的差别就大了去了!在C++中能 delete,在C#中可以么?在C++中能直接指定指针的值,在C#中可以么?C#和C++的内存管理不一样,这两个当然有很大的区别。

我仅仅只是单指这篇文章中对引用和指针的用法的差别!
 
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#14楼 2007-08-29 10:20 Anders06      
唉,看来还是好多人真的 不完全清楚ref啊, 

善用google,在博客园里应该就有好多讲ref的blog
 
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#15楼 2007-08-29 10:30 
指出一个问题,int, long, double等这些类型也是struct。 
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#16楼 2007-08-29 10:35 Kellin

System.Int32, System.Int64, System.Double 等都定义在 mscorlib.dll 中,都是 struct。
不过我觉得直接定义 int, long, double 什么的不会 box 成 System.Int32, System.Int64, System.Double 吧,就是一些简单的值吧

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#17楼 2007-08-29 10:52 
嗷。
楼上真是。。。
int, long, double 分别是 System.Int32, System.Int64, System.Double的别名,既然你都说了它们是struct,那又哪来的boxing呢。
 
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#18楼 2007-08-29 10:56 Kellin

@aaa
我觉得看看代码就应该会比较明白的,没有什么比代码更能说明问题的了。不过看来晚上我再补上一篇吧。
有什么不对的地方,也请大家多多指出来啊
 
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#19楼 2007-08-29 11:09 
对于值类型参数,使用ref关键字,那么传递给方法的将是这个参数的地址,而不是参数的值类型实例的拷贝。
假如一个方法的参数加上ref关键字,那么在调用该方法之前必须首先初始化该参数,被调用方法可以任意选择读取或修改该参数的值。

对于引用类型参数,传递给方法的就是这个参数的地址,所以一般不需要使用ref关键字(除了用new对这个参数重新赋值)。

实际上不明白的就是new一个引用类型的实例,它返回指向该引用类型实例在托管堆的地址的指针,那么在不使用ref关键字的情况下为什么不能直接改变这个引用类型参数呢,难道这个引用类型参数(它本身保存指向托管堆中的内存地址)在堆栈中也有一个自己的地址吗?
 
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#20楼 2007-08-29 11:25 OOP      
有区别。 
文章不错。
 
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#21楼[楼主2007-08-29 11:29 Kellin      

在这里讨论讨论又明白一些东西了!原来对 boxing 和 unboxing 这些东西就没仔细注意过。看了 aaa 的回复,再查了些文章,总算明白了些 
 

这里面有个例子: 
struct Point 

public int x, y; 
public Point(int x, int y) { 
this.x = x; 
this.y = y; 



Point p = new Point(10, 10); 
object box = p; 
p.x = 20; 
Console.Write(((Point)box).x); 

最后输出结果是 10 

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#22楼 2007-08-29 12:30 
再来骚扰一下。。。。
public static void TestCreateNoRef(MyClass m)
{
m = new MyClass();
m.Value = 200;
}
这个方法的参数m本身仅包含一个指向托管堆的指针,而不包含其在堆栈中的地址,所以没有办法new MyClass用所返回的指针改变m现在的指针(因为不知道m这个参数在堆栈中的地址),所以new MyClass之后应该重新在堆栈中创建一个指向这个new MyClass的指针。而加上ref关键字之后,被调用方法除了可以得到m所保存的指针之外,还可以得到m在堆栈中的地址。个人感觉是这样,不知道对不对


boxing即从值类型-》引用类型 : 从托管堆为新生成引用类型对象分配内存(包括要boxing的值类型的大小以及指针)空间,将值类型实例字段从堆栈拷贝到新分配的内存中,返回托管堆中新分配对象的地址。

楼上的输出之所以不是20就是因为box仅拷贝了p的值

struct Point
{
public int x, y;
public Point(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}

Point p = new Point(10, 10);
object box = p; //对p进行装箱,box指向已装箱对象
p=(point)box; //对box进行拆箱,并将字段从托管堆拷贝到堆栈上
 
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#23楼 2007-08-29 12:44 idior      
放新手区吧,为什么不先google。 
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#24楼 2007-08-29 13:05 
引用其实是两个指针,一个为类型对象指针,一个为对象指针。 
明白这个,就很容易区分了。
 
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#25楼 2007-08-29 14:05 小陈步旅      
都不写清楚点,讲都没讲明白,不过还得感谢你花的心力,下次写清楚点就OK。 
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#26楼 2007-08-29 20:46 
学习! 

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#27楼 2007-08-29 22:32 xiao_p      
引用类型加上ref,那么就是传递该类型引用的内存地址,这个还是有区别的。

另外,指针和引用是不同的。

概念还是不要混淆的好。
 
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#28楼 2007-08-30 10:03 
楼上的,偶受教了。
在托管情况下,c#所谓指针和引用不是同样的吗
 
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#29楼 2007-08-30 11:18 
不知所云 
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#30楼 2007-08-30 14:17 
@Kellin 
int 只是System.Int32的别名而已,事实上就是System.Int32.
 
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#31楼 2007-08-30 17:32 老刘.      
好怀旧啊,哈哈。。。 
支持。
 
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@网魂小兵 
相当于指向指针的指针啦....
 
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#33楼 2007-09-03 08:38 BoyLee      
就是vb.net 的 byref吗 
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#34楼 2008-04-09 23:35 
学习了 
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#35楼 2009-09-24 16:23 
不懂! 
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给主人留下些什么吧!~~