C#中的值传递和引用传递详细解析

一、传递参数
既可以通过值也可以通过引用传递参数。通过引用传递参数允许函数成员（方法、属性、索引器、运算符和构造函数）更改参数的值，并保持该更改。

二、传递值类型参数
值类型变量直接包含其数据，这与引用类型变量不同，后者包含对其数据的引用。因此，向方法传递值类型变量意味着向方法传递变量的一个副本。方法内发生的对参数的更改对该变量中存储的原始数据无任何影响。如果希望所调用的方法更改参数的值，必须使用 ref 或 out 关键字通过引用传递该参数。为了简单起见，下面的示例使用 ref。

1. 通过值传递值类型：


代码如下:

class PassingValByVal
{
static void SquareIt(int x)
// The parameter x is passed by value.
// Changes to x will not affect the original value of x.
{
x *= x;
System.Console.WriteLine("The value inside the method: {0}", x);
}
static void Main()
{
int n = 5;
System.Console.WriteLine("The value before calling the method: {0}", n);

SquareIt(n); // Passing the variable by value.
System.Console.WriteLine("The value after calling the method: {0}", n);
}
}

变量 n 为值类型，包含其数据（值为 5）。当调用 SquareIt 时，n 的内容被复制到参数 x 中，在方法内将该参数求平方。但在 Main 中，n 的值在调用 SquareIt 方法前后是相同的。实际上，方法内发生的更改只影响局部变量 x。

2.通过引用传递值类型
下面的示例除使用 ref 关键字传递参数以外，其余与上一示例相同。参数的值在调用方法后发生更改


代码如下:

class PassingValByRef
{
static void SquareIt(ref int x)
// The parameter x is passed by reference.
// Changes to x will affect the original value of x.
{
x *= x;
System.Console.WriteLine("The value inside the method: {0}", x);
}
static void Main()
{
int n = 5;
System.Console.WriteLine("The value before calling the method: {0}", n);

SquareIt(ref n); // Passing the variable by reference.
System.Console.WriteLine("The value after calling the method: {0}", n);
}
}

本示例中，传递的不是 n 的值，而是对 n 的引用。参数 x 不是 int 类型，它是对 int 的引用（本例中为对 n 的引用）。因此，当在方法内对 x 求平方时，实际被求平方的是 x 所引用的项：n。

3. 交换值类型
更改所传递参数的值的常见示例是 Swap 方法，在该方法中传递 x 和 y 两个变量，然后使方法交换它们的内容。必须通过引用向 Swap 方法传递参数；否则，方法内所处理的将是参数的本地副本。以下是使用引用参数的 Swap 方法的示例：


代码如下:

static void SwapByRef(ref int x, ref int y)
{
    int temp = x;
    x = y;
    y = temp;
}

三、传递引用类型参数
引用类型的变量不直接包含其数据；它包含的是对其数据的引用。当通过值传递引用类型的参数时，有可能更改引用所指向的数据，如某类成员的值。但是无法更改引用本身的值；也就是说，不能使用相同的引用为新类分配内存并使之在块外保持。若要这样做，应使用 ref 或 out 关键字传递参数。为了简单起见，下面的示例使用 ref。

1. 通过值传递引用类型
下面的示例演示通过值向 Change 方法传递引用类型的参数 arr。由于该参数是对 arr 的引用，所以有可能更改数组元素的值。但是，试图将参数重新分配到不同的内存位置时，该操作仅在方法内有效，并不影响原始变量 arr。


代码如下:

class PassingRefByVal
{
static void Change(int[] pArray)
{
pArray[0] = 888; // This change affects the original element.
pArray = new int[5] {-3, -1, -2, -3, -4}; // This change is local.
System.Console.WriteLine("Inside the method, the first element is: {0}", pArray[0]);
}

static void Main()
{
int[] arr = {1, 4, 5};
System.Console.WriteLine("Inside Main, before calling the method, the first element is: {0}", arr [0]);

Change(arr);
System.Console.WriteLine("Inside Main, after calling the method, the first element is: {0}", arr [0]);
}
}

在上个示例中，数组 arr 为引用类型，在未使用 ref 参数的情况下传递给方法。在此情况下，将向方法传递指向 arr 的引用的一个副本。输出显示方法有可能更改数组元素的内容，在这种情况下，从 1改为 888。但是，在 Change 方法内使用 new 运算符来分配新的内存部分，将使变量 pArray 引用新的数组。因此，这之后的任何更改都不会影响原始数组 arr（它是在 Main 内创建的）。实际上，本示例中创建了两个数组，一个在 Main 内，一个在 Change 方法内。

2. 通过引用传递引用类型
本示例除在方法头和调用中使用 ref 关键字以外，其余与上个示例相同。方法内发生的任何更改都会影响调用程序中的原始变量


代码如下:

class PassingRefByRef
{
    static void Change(ref int[] pArray)
    {
        // Both of the following changes will affect the original variables:
        pArray[0] = 888;
        pArray = new int[5] {-3, -1, -2, -3, -4};
        System.Console.WriteLine("Inside the method, the first element is: {0}", pArray[0]);
    }

static void Main()
    {
        int[] arr = {1, 4, 5};
        System.Console.WriteLine("Inside Main, before calling the method, the first element is: {0}", arr[0]);

Change(ref arr);
        System.Console.WriteLine("Inside Main, after calling the method, the first element is: {0}", arr[0]);
    }
}

方法内发生的所有更改都影响 Main 中的原始数组。实际上，使用 new 运算符对原始数组进行了重新分配。因此，调用 Change 方法后，对 arr 的任何引用都将指向 Change 方法中创建的五个元素的数组。

3. 交换两个字符串
交换字符串是通过引用传递引用类型参数的很好的示例。本示例中，str1 和 str2 两个字符串在 Main 中初始化，并作为由 ref 关键字修改的参数传递给 SwapStrings 方法。这两个字符串在该方法内以及Main 内均进行交换。


代码如下:

class SwappingStrings
{
static void SwapStrings(ref string s1, ref string s2)
// The string parameter is passed by reference.
// Any changes on parameters will affect the original variables.
{
string temp = s1;
s1 = s2;
s2 = temp;
System.Console.WriteLine("Inside the method: {0} {1}", s1, s2);
}

static void Main()
{
string str1 = "John";
string str2 = "Smith";
System.Console.WriteLine("Inside Main, before swapping: {0} {1}", str1, str2);

SwapStrings(ref str1, ref str2); // Passing strings by reference
System.Console.WriteLine("Inside Main, after swapping: {0} {1}", str1, str2);
}
}

本示例中，需要通过引用传递参数以影响调用程序中的变量。如果同时从方法头和方法调用中移除 ref 关键字，则调用程序中不会发生任何更改。

四、引用类型的数据值传递（复本传递）
类的默认用MemberwiseClone 方法创建一个浅表副本，方法是创建一个新对象，然后将当前对象的非静态字段复制到该新对象。如果字段是值类型的，则对该字段执行逐位复制。如果字段是引用 类型，则复制引用但不复制引用的对象；因此，原始对象及其复本引用同一对象。深拷贝,即实现ICloneable接口.ICloneable可用于深拷贝 和浅拷贝。这些都是概念，但是需要我们理解：


代码如下:

class ClassA : ICloneable
    {
        public string str;
        public SubClass subclass;
        public ClassA()
        {
            str = "classA str";
            subclass = new SubClass();
        }
        //深复制，多层不可用MemberwiseClone()完整实现深复制
        public object Clone()
        {
           // this.a = (string)this.a.Clone();
            //this.b = (B)this.b.Clone();
            var ne = new ClassA();
            ne.str = this.str;
            ne.subclass = (SubClass)this.subclass.Clone(); //this.b的话还是没有成功
            return ne;
           // return this.MemberwiseClone();
        }
    }

class SubClass : ICloneable
    {
        public string str;
        public SubClass()
        {
            this.str = "subclass str";
        }
        //深复制，因为只一层，所以可以用MemberwiseClone()方法
        public object Clone()
        {
            this.str = (string)this.str.Clone();
            return this.MemberwiseClone();
        }