CLR类型设计之参数传递
写到这篇文章的时候,笔者回忆起来以前的开发过程中,并没有注意参数的传递是以值传递还是引用传递的,也是第一次了解到可变参数params,常用的不一定就代表理解,可能只是会用。接下来我们就一起回忆一下关于参数传递中得一些方法技巧。
可选参数和命名参数
在设计方法的参数时,可为部分或全部参数分配默认值,调用这些方法的代码,然后调用这些方法的代码可以选择不提供部分实参,使用其默认值,此外,调用方法时可通过指定参数名称来传递实参。下面的例子为一个有一个形参两个默认值参数的方法:方法第三次调用S:"张三",就是一个指定参数参数名称传参的例子
注意事项:
1.可为方法时,构造器方法和有参属性的参数指定默认值,还可以为属于委托定义一部分的参数指定默认值,调用该委托的变量时,可以省略实参使用默认值。
2.默认值必须是编译时就确定的常量值。
3.如果参数用ref和out关键字进行了标识,就不能设置默认值。
4.命名实参只能出现在实参列表的尾部。
关于可选参数和命名参数是比较简单的一部分,但是却也很实用。
隐式类型的局部变量
这种设置参数的方法比较少见,但是多在底层代码中见到,我回想平时所写代码,大部分参数类型都会有所指定,在接下来的文章中我们会讨论参数类型弱化,所以我们很多时候可以传比较基类的参数,比如objeck,T等类型接收参数,但是有的时候我们希望可以定义一些比较公共的,以让方法最大程度复用,C#能根据初始化表达式的类型推断方法中的局部变量类型
上图是我写了个ShowvalueType方法,接收泛型T,不了解泛型的可以百度一下,我用var定义了四种类型的变量,分别是string,int,DateTime,IListI,然后运行结果如下图,方法准确的识别了每一种数据类型,并且正确的返回了其类型。
以传引用的方式向方法传递参数
这里是整个参数的重点,也是本文最复杂的难点。ref和out参数从IL代码上是没有区别的,但实际上在C#的使用中是存在很大的区别的,我们还是沿着CLR中得堆栈概念去分析两者的区别。我们先来回忆一下值类型和引用类型在堆栈上的存放地址,关于更具体的内容我就不去讲了。
但是我们大体可以知道,在C#中参数传递应该是算有四种情况的。参数传递方式有按值传递和按引用传递两种,而C#支持的类型呢,也分为两种:值类型和引用类型。所以排列组合一下,就有四种情况了:值类型按值传递、引用类型按值传递、值类型按引用传递和引用类型按引用传递。
值类型参数的按值传递
上例代码就是一个参数传递值类型的例子,我们可以看出sum的值 并没有改变还是10,我们知道值类型都是存储在栈上。那么实际过程中发生了什么呢?实际上的过程是这样,sum在栈中声明并且赋值为10,i也同时在栈中声明并且赋值为10,接下来执行++i操作,i的值会变成11,但是sum的值不会跟着改变,还是10。
引用类型参数按值传递:
public sealed class Student
{
public int Age { get; set; }
}
我们先定义一个Student类,然后在定义一个接收引用类型的方法
static void Main(string[] args)
{
Student stu = new Student { Age = };
Add(stu);
Console.WriteLine(stu.Age); }
public static void Add(Student i) {
i.Age++;
}
运行结果是21,说明引用类型参数传递是内存地址,因此在方法内对变量的任何改变都会影响到原数据。
值类型按引用传递:
如果把要把值类型当作引用类型传递,必须使用ref或out关键字来传递变量。示例中使用的是引用类型所以不用ref关键字,这个时候我们回头在看第一个sum的例子,我们将其改写为,最后的输出结果就是11,如果使用了ref或者out关键字,则调用时,变量名称前也必须加上ref或out,这就是ref的神奇之处,那么ref在参数传递中到底起了什么作用呢,我们可以理解为ref 仅仅是一个地址。在文章前面我们提到过, 每个变量都有其堆栈,不同的变量不能共用一个堆栈地址。所以形参和实参在栈上的地址是不一样的。ref所起的作用我们可以简单的理解为他会记住实参的地址,当形参的值改变后,他会把值映射回 之前的实参地址。
static void Main(string[] args)
{
int sum = ;
Add(ref sum);
Console.WriteLine(sum); }
public static void Add(ref int i) {
i++;
}
引用类型按引用传递:
还是看刚才第二个例子,但是这回我们在改写一下这个例子,类型不变
public sealed class Student
{
public int Age { get; set; }
}
static void Main(string[] args)
{
Student stu = new Student { Age = };
Add(ref stu);
Console.WriteLine(stu.Age); }
public static void Add(ref Student i) {
i.Age++;
}
输出结果是不变的,只是说明了引用类型也可以这样传递,关于ref和out的却别
1.ref侧重于输入参数,out侧重于输出参数
2.ref的参数值必须初始化,out的参数可以不必初始化
3.编译器会按照不同标准来验证代码是否正确
向方法传递可变量的参数
方法有时候需要获取可变数量的参数,为了接受可变量,方法要像下面这种形式声明
public static Int32 Add(params int[] values) {
int sum = ;
if (values != null)
{
for (int i = ; i < values.Length; i++)
{
sum += values[i];
}
}
return sum;
}
params关键字只能应用于方法签名中的最后一个参数,并且一个方法签名中只能有一个params关键字,那么为什么params关键字声明,会导致参数变成可变的呢?按照上例代码,参数应该是一个数组才对,其实是C#为我们处理了params关键字,我们可以直接这样调用
//显示15
Console.WriteLine(Add(,,,,));
//显示0
Console.WriteLine(Add(null));
//显示0
Console.WriteLine(Add());
我已经直接把调用结果输出的值显示出来了,如果不需要传参,那么直接传null会比传空更高性能一些。
注意事项:
调用参数可变的方法对性能会有所影响,数组对象必须在堆上分配,数组元素必须初始化,而且数组的内存最终需要垃圾回收,要减少对性能的影响,可以考虑多定义个不同参数的重载版本,减少使用params关键字
参数返回类型的设计规范
参数尽可能的去使用弱类型而不是强类型,而返回值则尽可能的使用强类型不用弱类型,设计规范大致就可以归结为这么一句话。
声明方法的类型参数时,应尽量指定最弱的类型,宁愿要接口,也不要基类,例如,如果要写方法处理一组数据项,最好使用接口(IEnumerable<T>)声明参数,而不用强类型List<T>或者更强的接口类型。下例就是一个参数,第一个方法可以处理任何文件流,第二个只能处理Filestream文件流
//好的
public void ProcessBytes(Stream somestram) { }
//不好的
public void ProcessBytes(FileStream somestram) { }
而返回值则是越强越好,第一个返回值就告诉你返回的就是一个Filestream文件流,而第二个则返回一个Stream文件流,类型要弱了一些
//好的
public FileStream ProcessBytes() {}
//不好的
public Stream ProcessBytes() { }
总结
今天梳理了参数传递中的一些情况,其中参数按值和按引用类型传递是重点,在今后的程序设计中更好的设计传参类型和返回值类型,也是可以让方法变得更好的一种技巧,内容比较多,可能有说明不对的地方,如果有请在评论说明
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