如何通过“引用”分配给 c# 中的类字段？

Question

我试图了解如何通过“引用”分配给 c# 中的类字段。

我有以下示例要考虑：

 public class X
 {

  public X()
  {

   string example = "X";

   new Y( ref example );

   new Z( ref example );

   System.Diagnostics.Debug.WriteLine( example );

  }

 }

 public class Y
 {

  public Y( ref string example )
  {
   example += " (Updated By Y)";
  }

 }

 public class Z
 {

  private string _Example;

  public Z( ref string example )
  {

   this._Example = example;

   this._Example += " (Updated By Z)";

  }

 }

 var x = new X();

运行上述代码时，输​​出为：

X（由 Y 更新）

而不是：

X（由 Y 更新）（由 Z 更新）

如我所愿。

似乎将“ref 参数”分配给字段会丢失引用。

在分配给字段时有什么方法可以保留引用？

谢谢。

Answer 1

没有。 ref 纯粹是一个调用约定。您不能使用它来限定字段。在 Z 中，_Example 被设置为传入的字符串引用的值。然后使用 += 为它分配一个新的字符串引用。您从不分配给示例，因此 ref 无效。

您想要的唯一解决方法是拥有一个包含引用（此处为字符串）的共享可变包装对象（一个数组或假设的 StringWrapper）。一般来说，如果你需要这个，你可以找到一个更大的可变对象供类共享。

 public class StringWrapper
 {
   public string s;
   public StringWrapper(string s)
   {
     this.s = s;
   }

   public string ToString()
   {
     return s;
   }
 }

 public class X
 {
  public X()
  {
   StringWrapper example = new StringWrapper("X");
   new Z(example)
   System.Diagnostics.Debug.WriteLine( example );
  }
 }

 public class Z
 {
  private StringWrapper _Example;
  public Z( StringWrapper example )
  {
   this._Example = example;
   this._Example.s += " (Updated By Z)";
  }
 }

Answer 2

您忘记更新 Z 类中的引用：

public class Z {
    private string _Example;

    public Z(ref string example) {
        example = this._Example += " (Updated By Z)";
    }
}

输出：X（由 Y 更新）（由 Z 更新）

要记住的一点是，字符串的 += 运算符调用 String.Concat() 方法。它创建了一个 new 字符串对象，它不会更新字符串的值。字符串对象是不可变的，字符串类没有任何方法或字段可以让您更改值。与常规引用类型的默认行为非常不同。

因此，如果您使用字符串方法或运算符，则始终必须将返回值分配回变量。这是非常自然的语法，值类型的行为方式相同。如果您使用 int 而不是字符串，您的代码将非常相似。

Answer 3

正如其他人所指出的，您不能拥有“引用变量”类型的字段。但是，仅仅知道自己做不到可能并不令人满意；您可能还想首先知道为什么不知道，其次，如何绕过这个限制。

之所以如此，是因为只有三种可能：

1) 禁止引用类型的字段

2) 允许 ref 类型的不安全字段

3) 不要将临时存储池用于局部变量（也称为“堆栈”）

假设我们允许 ref 类型的字段。那你就可以了

public ref int x;
void M()
{
    int y = 123;
    this.x = ref y;
}

现在 y 可以在 M 完成后访问。这意味着要么我们在情况 (2) 中——访问 this.x 将崩溃并可怕地死掉，因为 y 的存储不再存在——或者我们在情况 (3) 中，并且本地 y 是存储在垃圾收集堆上，而不是临时内存池上。

我们喜欢将局部变量存储在临时池中的优化，即使它们是由 ref 传递的，我们讨厌这样的想法，即您可能会留下一个定时炸弹，这可能会使您的程序崩溃并在以后死掉。因此，选项一是：没有 ref 字段。

请注意，对于作为匿名函数的封闭变量的局部变量，我们选择选项 (3)；这些局部变量不是从临时池中分配出来的。

这就引出了第二个问题：您如何解决这个问题？如果您想要一个 ref 字段的原因是创建另一个变量的 getter 和 setter，那是完全合法的：

sealed class Ref<T>
{
    private readonly Func<T> getter;
    private readonly Action<T> setter;
    public Ref(Func<T> getter, Action<T> setter)
    {
        this.getter = getter;
        this.setter = setter;
    }
    public T Value { get { return getter(); } set { setter(value); } }
}
...
Ref<int> x;
void M()
{
    int y = 123;
    x = new Ref<int>(()=>y, z=>{y=z;});
    x.Value = 456;
    Console.WriteLine(y); // 456 -- setting x.Value changes y.
}

然后就可以了。 y存储在gc堆上，x是一个可以获取和设置y的对象。

请注意，CLR 确实支持 ref locals 和 ref 返回方法，但 C# 不支持。也许假设的 C# 未来版本将支持这些特性；我已经对其进行了原型设计，并且效果很好。但是，这在优先级列表中并不高，所以我不会抱太大希望。

更新：上面段落中提到的功能最终在 C# 7 中实现。但是，您仍然不能在字段中存储 ref。