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= C#参数修饰符 =

'''参数修饰符'''是C#语言中用于控制参数传递行为的关键字，它们可以改变方法调用时参数的传递方式。理解这些修饰符对于编写高效、灵活的C#代码至关重要。本文将详细介绍C#中的四种主要参数修饰符：`ref`、`out`、`in`和`params`。

== 概述 ==

在C#中，默认情况下参数是按值传递的，这意味着方法接收的是参数的副本而非原始变量。参数修饰符允许我们改变这种行为：

{| class="wikitable"
|-
! 修饰符 !! 描述 !! 引入版本
|-
| <code>ref</code> || 参数按引用传递，调用前必须初始化 || C# 1.0
|-
| <code>out</code> || 参数按引用传递，调用前无需初始化 || C# 1.0
|-
| <code>in</code> || 参数按引用传递但只读，调用前必须初始化 || C# 7.2
|-
| <code>params</code> || 允许方法接受可变数量的参数 || C# 1.0
|}

== ref 修饰符 ==

<code>ref</code>关键字使参数按引用传递，方法内对参数的修改会影响原始变量。

=== 基本用法 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
void ModifyValue(ref int x)
{
    x *= 2;
}

int number = 5;
ModifyValue(ref number);
Console.WriteLine(number); // 输出: 10
</syntaxhighlight>

=== 注意事项 ===
* 调用时必须使用<code>ref</code>关键字
* 参数必须在传递前初始化
* 不能用于异步方法

== out 修饰符 ==

<code>out</code>与<code>ref</code>类似，但不需要在传递前初始化参数，适合需要返回多个值的方法。

=== 基本用法 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
void GetCoordinates(out int x, out int y)
{
    x = 10;
    y = 20;
}

int a, b;
GetCoordinates(out a, out b);
Console.WriteLine($"({a}, {b})"); // 输出: (10, 20)
</syntaxhighlight>

=== C# 7.0改进 ===
从C# 7.0开始，可以在方法调用中直接声明<code>out</code>变量：
<syntaxhighlight lang="csharp">
GetCoordinates(out int a, out int b);
</syntaxhighlight>

== in 修饰符 ==

<code>in</code>修饰符(C# 7.2引入)用于传递只读引用，适用于大型结构体，可避免复制开销同时保证不被修改。

=== 基本用法 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
struct LargeStruct
{
    public double X, Y, Z;
    // 其他字段...
}

void ProcessLargeStruct(in LargeStruct data)
{
    // data.X = 10; // 错误: 不能修改in参数
    Console.WriteLine(data.X);
}
</syntaxhighlight>

== params 修饰符 ==

<code>params</code>允许方法接受可变数量的参数，参数会被打包为数组。

=== 基本用法 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
int Sum(params int[] numbers)
{
    int total = 0;
    foreach (int num in numbers)
    {
        total += num;
    }
    return total;
}

Console.WriteLine(Sum(1, 2, 3));      // 输出: 6
Console.WriteLine(Sum(1, 2, 3, 4, 5)); // 输出: 15
</syntaxhighlight>

=== 限制 ===
* 必须是方法的最后一个参数
* 每个方法只能有一个<code>params</code>参数

== 比较表 ==

<mermaid>
flowchart TD
    A[参数修饰符] --> B[ref]
    A --> C[out]
    A --> D[in]
    A --> E[params]
    B --> F[双向传递]
    C --> G[输出参数]
    D --> H[只读引用]
    E --> I[可变参数]
</mermaid>

{| class="wikitable"
|-
! 特性 !! ref !! out !! in !! params
|-
| 调用前初始化 || 必须 || 不必 || 必须 || -
|-
| 方法内修改 || 允许 || 允许 || 禁止 || 视情况
|-
| 主要用途 || 双向传递 || 返回多个值 || 只读大对象 || 可变参数
|-
| 数组支持 || 否 || 否 || 否 || 是
|}

== 实际应用案例 ==

=== 场景1: 交换两个变量 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
void Swap<T>(ref T a, ref T b)
{
    T temp = a;
    a = b;
    b = temp;
}

int x = 1, y = 2;
Swap(ref x, ref y);
Console.WriteLine($"x={x}, y={y}"); // 输出: x=2, y=1
</syntaxhighlight>

=== 场景2: Try模式 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
bool TryParseInt(string input, out int result)
{
    return int.TryParse(input, out result);
}

if (TryParseInt("123", out int value))
{
    Console.WriteLine($"解析成功: {value}");
}
</syntaxhighlight>

=== 场景3: 高性能数学计算 ===
<syntaxhighlight lang="csharp">
double CalculateDistance(in Vector3D a, in Vector3D b)
{
    // 使用in避免复制大型结构体
    double dx = a.X - b.X;
    double dy = a.Y - b.Y;
    double dz = a.Z - b.Z;
    return Math.Sqrt(dx*dx + dy*dy + dz*dz);
}
</syntaxhighlight>

== 性能考虑 ==

* <code>ref</code>/<code>in</code>/<code>out</code>可以避免值类型的复制，对大型结构体特别有用
* <code>params</code>会生成数组，可能带来小的分配开销
* <code>in</code>比<code>ref</code>更安全，适合只读场景

== 最佳实践 ==

1. 优先使用返回值而非<code>out</code>参数
2. 对大型结构体考虑使用<code>in</code>
3. 明确使用<code>ref</code>时要小心，可能引入意外副作用
4. <code>params</code>适合真正需要可变参数的场景

== 总结 ==

C#参数修饰符提供了灵活的参数传递方式：
* <code>ref</code> - 双向引用传递
* <code>out</code> - 输出参数
* <code>in</code> - 只读引用传递
* <code>params</code> - 可变参数

理解这些修饰符的区别和适用场景，可以帮助你编写更高效、更清晰的C#代码。

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