Tag: C#

Przekazywanie parametrów mimo wszechobecności w każdej nawet najprostrzej aplikacji jest często pomijanym elementem w czasie nauki języka. Jest to na tyle prosta i naturalna czynność, że nie każdy zastanawia się jak to na prawdę funkcjonuje. Często słyszy się powszechnie, że: typy wartościowe przekazywane są przez wartość a obiekty przez referencję. Większości tak informacja wystarcza i nie zastanawiają się  czy to w ogóle prawda i o co w tym tak na prawdę chodzi. Warto jednak przyjrzeć się temu tematowi choćby z tego powodu, że na rozmowach czy testach kwalifikacyjnych jest to powtarzający się element przy analizie kodu źródłowego. Zatem taka wiedza może okazać się niezbędna o ile zależy wam na dostaniu pracy o którą się ubiegamy.

W  języku C# możemy przekazywać zmienne na dwa sposoby poprzez wartość i referencję. Przez wartość przekazujemy parametry podając jedynie ich nazwę  jeżeli jednak chcemy aby funkcja miała możliwość dokonywania zmian na przekazywanych parametrach musimy przekazać je przez referencję wykorzystując do tego słowo kluczowe ref lub out. Różnica między tymi słówkami zostanie wyjaśniona w dalszej części.

Przekazywanie parametrów typu wartościowego

Typy wartościowe są najprostszymi dostępnymi typami, przechowują one dane bezpośrednio w przeciwieństwie do typów referencyjnych. Przekazywanie zmiennych typu wartościowego do metody jest równoznaczne z przekazaniem kopi tej zmiennej do metody. Oznacza to tyle, że w metodzie do której przekazaliśmy zmienne posługujemy się kopiami przekazanych zmiennych i zmiany dokonywane na nich nie mają wpływu na zmiany zmiennych które do metody przekazaliśmy.

[csharp]class PassingValByVal
{
static void SquareIt(int x)
{
x *= x;
Console.WriteLine("The value inside the method: {0}", x);
}
public static void Main()
{
int myInt = 5;
Console.WriteLine("The value before calling the method: {0}",
myInt);
SquareIt(myInt); // Passing myInt by value.
Console.WriteLine("The value after calling the method: {0}",
myInt);
}
} [/csharp]

Wynikiem powyższej aplikacji będzie:

The value before calling the method: 5
The value inside the method: 25
The value after calling the method: 5

Przekazując zmienną myInt do metody SquereIt kopiujemy jej zawartość do parametru x. Efektem czego wszystkie zmiany dokonywane są na kopi zmiennej myInt i nie mają żadnego wpływu na tą zmienną. Dlatego zmienna myInt przed jak i po wywołaniu metody SquareIt nie zmieniła swojej wartości.

Jeżeli chcemy dać możliwość metodzie bezpośredniego operowania na zmiennych przekazywanych do niej powinniśmy wykorzystać słowo kluczowe ref lub out.:

[csharp]class PassingValByRef
{
static void SquareIt(ref int x)
{
x *= x;
Console.WriteLine("The value inside the method: {0}", x);
}
public static void Main()
{
int myInt = 5;
Console.WriteLine("The value before calling the method: {0}",
myInt);
SquareIt(ref myInt); // Passing myInt by reference.
Console.WriteLine("The value after calling the method: {0}",
myInt);
}
}[/csharp]

Wynikiem powyższej aplikacji będzie:

The value before calling the method: 5
The value inside the method: 25
The value after calling the method: 25

Jak widzimy po wywołaniu metody SquareIt wartość zmiennej myInt uległa zmianie i uzyskaliśmy efekt o jaki nam chodziło podnieśliśmy do kwadratu zmienną którą przekazaliśmy do metody.

Przekazywanie parametrów typu referencyjnego

Typy referencyjne przechowują adres w pamięci określający gdzie obiekt się znajduje. Warto jednak pamiętać, że sama referencja zawierająca adres obiektu jest typem wartościowym którego wielkość zależy od platformy na jaką aplikacja została utworzona (system 32 lub 64 bitowy). Zatem przekazując zmienną typu referencyjnego przekazujemy ją również przez wartość z tą różnicą, że cały czas jest to wskaźnik na miejsce w pamięci dzięki czemu w metodzie możemy modyfikować obiekt na który przekazana referencja wskazuję. Jednak mimo możliwości zmian w obiekcie nie możemy dokonać zmian na samej referencji gdyż jest to jej kopia.

[csharp]class PassingRefByVal
{
static void Change(StringBuilder sb)
{
sb = new StringBuilder();
sb.AppendLine("Append inside method.");
}
public static void Main()
{
StringBuilder builder = null;
Change(builder);
builder.AppendLine("Append after calling method."); //Exception
Console.WriteLine(builder.ToString());
}
} [/csharp]

Powyższy kod po wykonaniu wyrzuci nam wyjątek NullReferenceException gdyż po wywołaniu metody Change zmienna builder nadal ma wartość null. Dzieje się tak ponieważ do metody przekazaliśmy kopię referencji wskazującej na obiekt klasy StringBuilder. Fakt operowania kopią referencji sprawił, że utworzony obiekt był przypisany do kopi referencji, a nie do zmiennej builder.

Aby móc dokonywać zmian nie tylko na obiekcie ale również na jego referencji musimy dodać słowo kluczowe ref lub out.

[csharp]class PassingRefByRef
{
static void Change(ref StringBuilder sb)
{
sb = new StringBuilder();
sb.AppendLine("Append inside method.");
}
public static void Main()
{
StringBuilder builder = null;
Change(ref builder);
builder.AppendLine("Append after calling method.");
Console.WriteLine(builder.ToString());
}
} [/csharp]

Wynikiem powyższego kodu będzie:

Append inside method.
Append after calling method.

Dzięki użyciu słówka ref mogliśmy utworzyć obiekt wewnątrz metody i dokonać na nim zmian.

Więcej o ref i out

W prezentowanych przykładach używaliśmy jedynie słówka ref przy przekazywaniu parametrów przez referencją. Jak wspominałem wcześniej istnieje również możliwość użycia słowa kluczowego out które również umożliwia przekazanie parametru przez referencję. Jednak jest pewna różnica w zastosowaniu tych słów kluczowych. Różnica ta polega na tym, że w metodzie w której przekazujemy parametry ze out musimy zainicjować zmienną którą przekazujemy z tym słowem kluczowym. Ze słówkiem ref sytuacja jest taka, że przed przekazaniem zmiennej do funkcji musimy zmienną najpierw zainicjować.

Musimy również pamiętać, że do metod używających słów kluczowych ref lub out, czyli przekazując zmienne przez referencję nie możemy przekazać właściwości klasy jak również indekserów w niej zdefiniowanych.

Opisywane słowa kluczowe umożliwiają nam również przeciążanie metod dzięki czemu taki zapis jest poprawny:

[csharp]class MyClass
{
public void MyMethod(int i) {i = 10;}
public void MyMethod(out int i) {i = 10;}
}[/csharp]

Słowa kluczowe ref i out możemy użyć zamiennie jednak nie możemy ich użyć razem, dlatego poniższy kod jest niepoprawny:

[csharp]class MyClass
{
public void MyMethod(out int i) {i = 10;}
public void MyMethod(ref int i) {i = 10;}
}[/csharp]

Podsumowanie

Wracając do stwierdzenia przedstawionego na początku tego postu:  typy wartościowe przekazywane są przez wartość a obiekty przez referencję nie trudno stwierdzić że jest to przesadne uogólnienie które nie jest prawdą. Typy wartościowe jak i typy referencyjne przekazujemy przez wartość mimo faktu że dzięki referencji możemy modyfikować obiekty na które ona wskazuje. Aby przekazać zmienne przez referencję musimy dodatkowo użyć jednego ze słów kluczowych ref i out które też mają swoją specyfikę i podlegają pewnym ograniczeniom o czym należy pamiętać. Kończąc chciałbym życzyć wszystkim udanych rozmów kwalifikacyjnych.

Wpis powstał na podstawie: Passing Parameters, Passing Arrays Using ref and out