为什么在 C# 中无法通过引用将值传递给类字段以及如何实现类似的行为？

在 C 中通过引用将值传递给类字段

在 C# 中，通过引用为类字段赋值似乎可以使用 ref 来实现 参数修饰符。然而，这种技术在分配给字段时无法保留引用。

问题

考虑以下代码片段：

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();

预期输出是两个更新都应用于字符串：“X（由 Y 更新）（由 Z 更新）”，但实际输出仅为“X（由 Y 更新）”。这就提出了在分配给字段时如何维护引用的问题。

答案

限制源于 C# 不允许 ref 类型的字段。此约束迫使您在完全禁止 ref 字段或允许可能导致崩溃的不安全字段之间进行选择。此外，使用局部变量的临时存储池（堆栈）会与访问方法完成后可能不再存在的值发生冲突。

为了避免这些问题，C# 禁止 ref 字段并建议使用 getter 和 setter 方法 代替：

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.
}</int></int></t></t></t></t></t>

使用这种方法，x 有效成为一个能够获取和设置 y 值的对象，即使 y 存储在垃圾回收堆上。

而 C# 不直接支持 ref 返回方法和 ref 参数，该功能已在 C# 7 中实现。但是，仍然存在 ref 类型不能用作字段的限制。

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