把 ref 和 out 关键字说透
如果排版不好，可以到我个人博客上看，我是现在个人博客上写的，欢迎捧场^^：http://www.dozer.cc
ref 和 out 的区别
网上有很多这方面的文章，但是大部分人总是纠结于他们在原理上的那一点点细微的区别，所以导致了难以区分它们，也不知道什么时候改用哪一个了。
但是如果从试用场景的角度对它们进行区别的话，以后你一定不会再纠结了。
当你明白它们的适用场景后，再去扣其中的原理，使用中的一些问题也就迎刃而解了~
简单的来说，它们的区别在于：
ref 关键字 是作用是把一个变量的引用传入函数，和 C/C++ 中的指针几乎一样，就是传入了这个变量的栈指针。
out 关键字 的作用是当你需要返回多个变量的时候，可以把一个变量加上 out 关键字，并在函数内对它赋值，以实现返回多个变量。
几个简单的演示
上面说了 ref 和 out 的作用，非常简单，但是在具体使用的时候却遇到了很多麻烦，因为 C# 中本身就区分了引用类型和值类型。
我先举几个例子，来看看会出现哪些诡异的情况
代码段一：
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static void Main(string[] args){ int a; Test1(out a);//编译通过 int b; Test2(ref b);//编译失败}static void Test1(out int a){ a = 1;}static void Test2(ref int b){ b = 1;} |
这两个关键字看起来用法一样，为什么会有合格现象？
网上的答案很简单：out 关键字在传入前可以不赋值，ref 关键字在传入前一定要赋值。
这是什么解释？受之于鱼但并没有授之予渔！这到底是为什么呢？
想知道背后真正原理的呢，就继续看下去吧，后面我讲会讲到这里的区别。
代码二：
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static void Main(string[] args){ object a = new object(), b = new object(), c = new object(); Test1(out a); Test2(ref b); Test3(c); //最终 a,b,c 分别是什么？ //a,b = null //c 还是 object}static void Test1(out object a){ a = null;}static void Test2(ref object b){ b = null;}static void Test3(object c){ c = null;} |
新建三个 object，object是引用类型；三个函数，分别是 out,ref和普通调用；执行了一样的语句；最后的结果为什么是这样呢？
如果你只是从浅层次理解了 out 和 ref 的区别，这个问题你一定回答不上了。（我以前也不知道）
所以，这是为什么呢？继续往下看。
^_^ 相信很多人晕了，我的目的达到了。（邪恶的笑~~）
那么，下面，我为大家从两个角度来分析一下。
对于值类型来说，加 out、加 ref 和什么都不加有什么共同点和区别？
对于引用类型来说，加 out、加 ref 和什么都不加有什么共同点和区别？
问题一：关于值类型
普通的传递值类型很简单了，传的只是一个值，没难度，平时都是这么用的，很好区分，所以这里就不惨和进去了。
接下来是 ref 和 out 的区别，为什么要了解区别呢？当然是为了了解怎么用它们，简单的来说就是需要了解：什么时候该用哪个。
个人总结有几个原则：
如果你是为了能多返回一个变量，那么就应该用 out：
用 out 关键字有几个好处：可以不关心函数外是否被赋值，并且如果在函数内没有赋值的话就会编译不通过。（提醒你一定要返回）
你可以把它当成是另一种形式的 return 来用，我们来做一个类比：
return 语句的特点：接收 return 的变量事先不需要赋值（当然如果赋值了也没关系），在函数内必须 return。
可以看到 out 关键字的作用、行为、特点 和 return 是完全一样的。因为它当初设计的目的就是为了解决这个问题的。
如果你想要像引用类型那样调用值类型，那你就可以 ref：
传入值类型的引用后，你可以用它，也可以不用它，你也可以重新修改它的各个属性，而函数外也可以随之改变。
我们来把 “传值类型的引用” 和 “传引用类型” 来做一个类比：
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static void Main(string[] args){ int a; Test1(ref a);//错误 1 使用了未赋值的局部变量“a” object b; Test2(b);//错误 2 使用了未赋值的局部变量“b”}static void Test1(ref int a) { }static void Test2(object b) { } |
传入加了 ref 的值类型 和 传入一个引用类型 的作用、行为、特点都是类似的。
同样，他们同时要遵守一个原则：传入前必须赋值，这个是为什么呢？
如果赋值后，传入两个函数的分别是 int a 的指针 和 object b 的指针。
而不赋值的话，a 和 b 根本还不存在，那它们又怎么会有地址呢？
注意：如果你只写了 object a ，而在后面的代码中没有赋值，它并没有真正地分配内存。
我们可以看一下三个操作的 IL 代码：
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private static void Main(string[] args){ //IL_0000: nop object a;//没做任何事 //IL_0002: ldnull //IL_0003: stloc.1 object b = null;//在栈中增加了一个指针，指向 null //IL_0004: newobj instance void [mscorlib]System.Object::.ctor() //IL_0009: stloc.2 object c = new object();//在栈中增加了一个指针，指向新建的 object 对象} |
传入引用类型的目的是把一个已经存在的对象的地址传过去，而如果你只是进行了 object a 声明，并没做复制，这行代码跟没做任何事！
所以，除非你使用了 out 关键字，在不用关键字和用 ref 关键字的情况下，你都必须事先复制。 out 只是一种特殊的 return
总结：
现在你是否明白，当变量什么情况下该用什么关键字了吗？其实有时候 ref 和 out 都可以达到目的，你需要根据你的初衷，和它们的特点，来衡量一下到底使用哪个了！
另外，我们来看看两个同样的函数，用 out 和 ref 时候的 IL 代码
原函数：
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private static void Test1(out int a){ a = 1;}private static void Test2(ref int a){ a = 1;} |
IL代码：
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.method private hidebysig static void Test1 ( [out] int32& a ) cil managed{ // Method begins at RVA 0x2053 // Code size 5 (0x5) .maxstack 8 IL_0000: nop IL_0001: ldarg.0 IL_0002: ldc.i4.1 IL_0003: stind.i4 IL_0004: ret} // end of method Program::Test1.method private hidebysig static void Test2 ( int32& a ) cil managed{ // Method begins at RVA 0x2059 // Code size 5 (0x5) .maxstack 8 IL_0000: nop IL_0001: ldarg.0 IL_0002: ldc.i4.1 IL_0003: stind.i4 IL_0004: ret} // end of method Program::Test2 |
发现了吗？ 它们在函数内部完全是一样的！因为他们的原理都是传入了这个变量的引用。只是 out 关键字前面出现了一个标记 [out]
它们在原理上的区别主要在于编译器对它们进行了一定的限制。
最上面“代码段一”中的问题你现在明白了吗？
问题二：关于引用类型
对于值类型来说，最难区别的是 ref 和 out，而对于引用类型来说就不同了。
首先，引用类型传的是引用，加了 ref 以后也是引用，所以它们是一样的？暂时我们就这么认为吧~ 我们暂时认为它们是一样的，并统称为：传引用。
所以，对于引用类型来说，out 和 传引用 的区别跟对于值类型传 ref 和 out 的区别类似，具体适用场景也和值类型类似，所以就不多加阐述了。
虽然我们说直接传和加 ref 都可以统称为传引用，但是它们还是有区别的！而且是一个很隐蔽的区别。
我们再来看一下最上面的代码段二：
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static void Main(string[] args){ object a = new object(), b = new object(), c = new object(); Test1(out a); Test2(ref b); Test3(c); //最终 a,b,c 分别是什么？ //a,b = null //c 还是 object}static void Test1(out object a){ a = null;}static void Test2(ref object b){ b = null;}static void Test3(object c){ c = null;} |
out 关键字就相当于 return ，所以内部赋值为 null ，就相当于 return 了 null
可是，为什么引用类型还要加 ref 呢？它本身部已经是引用了吗？为什么加了以后就会有天大的区别呢？！
用一句话概括就是：不加 ref 的引用是堆引用，而加了 ref 后就是栈引用！ @_@ 好搞啊。。什么跟什么？让我们一步步说清楚吧！
正常的传递引用类型：
加了 ref 的传递引用类型：
这两张图对于上面那句话的解释很清楚了吧？
如果直接传，只是分配了一个新的栈空间，存放着同一个地址，指向同一个对象。
内外指向的都是同一个对象，所以对 对象内部的操作 都是同步的。
但是，如果把函数内部的 obj2 赋值了 null，只是修改了 obj2 的引用，而 obj1 依然是引用了原来的对象。
所以上面的例子中，外部的变量并没有收到影响。
同样，如果内部的对象作了 obj2 = new object() 操作以后，也不会对外部的对象产生任何影响！
而加了 ref 后，传入的不是 object 地址，传入的是 object 地址的地址！
所以，当你对 obj2 赋 null 值的时候，其实是修改了 obj1 的地址，而自身的地址没变，还是引用到了 obj1
虽然在函数内部的语句是一样的，其实内部机制完全不同。我们可以看一下IL代码，一看就知道了！
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.method private hidebysig static void Test1 ( object a ) cil managed{ // Method begins at RVA 0x2053 // Code size 5 (0x5) .maxstack 8 IL_0000: nop IL_0001: ldnull IL_0002: starg.s a IL_0004: ret} // end of method Program::Test1.method private hidebysig static void Test2 ( object& a ) cil managed{ // Method begins at RVA 0x2059 // Code size 5 (0x5) .maxstack 8 IL_0000: nop IL_0001: ldarg.0//多了这行代码 IL_0002: ldnull IL_0003: stind.ref IL_0004: ret} // end of method Program::Test2 |
上面是直接传入，并赋 null 值的
下面是加 ref 的
我们可以发现仅仅是多了一行代码：IL_0001: ldarg.0
其实，这样代码的作用就是讲参数0加载到堆栈上，也就是先根据引用，找到了外部的变量，然后再根据外部的变量，找到了最终的对象！
那现在你知道什么时候该加 ref，什么时候不用加 ref 了吗？
再看了一个例子：
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private static void Test1(List<int> list){ list.Clear();}private static void Test2(ref List<int> list){ list = new List<int>();} |
同样是清空一个 List，如果没加 ref ，只能用 clear。
而加了 ref 后可以直接 new 一个新的~
如果你没加 ref 就直接 new 一个新的了，抱歉，外部根本不知道有这个东西，你们操作的将不是同一个 List
所以，你一定要了解这点，并注意一下几件事：
1、一般情况下不要用 ref
2、如果你没加 ref，千万别直接给它赋值，因为外面会接收不到…
现在你全部明白了吗？^_^
原文地址：把 ref 和 out 关键字说透
