C# ref和out关键字内存层面剖析

小白版本

C#中数据类型分为值类型和引用类型

干货：
方法声明的参数列表中的参数叫做形参，实际调用方法时传递给方法的参数叫做实参，调用方法时，程序会首先将实参的值传递给对应的形参，而后执行方法体中的代码。对于引用类型的参数，实参和形参会指向同一个对象。而对于值类型的参数，实参的值将被复制一份给形参，方法代码中的对形参的修改不会影响到实参。

为了解决这一问题，C#中提供了方法参数的引用传递方式，ref关键字。

此时形参是实参的”引用”，二者指向同一个变量，如果代码中修改了形参的值，实参的值也会改变，这样就能真正起到交换参数值的效果了。
先来看一个栗子：

	//一会要用到的方法
	private void CorrectCount(int count)
    {
         count = 11;
    }
	private void CorrectCount(ref int count)
    {
         count = 11;
    }
    
	int count = 0;
	Debug.Log("Origin count: " + count);
	CorrectCount(count);
	Debug.Log("Correct count: " + count);
	CorrectCount(ref count);
	Debug.Log("Correct count ref : " + count);

	//输出：
	Origin count: 0
	Correct count: 0
	Correct count ref : 11

我们再看一个特殊的栗子：

	//一会要用到的方法
	private void CorrectCount(string count)
    {
         count = "11";
    }
	private void CorrectCount(ref string count)
    {
         count = "11";
    }
	string count = "0";
	Debug.Log("Origin count: " + count);
	CorrectCount(count);
	Debug.Log("Correct count: " + count);
	CorrectCount(ref count);
	Debug.Log("Correct count ref : " + count);

	//输出：
	Origin count: 0
	Correct count: 0
	Correct count ref :11

嗯？刚刚不是说，ref是为了解决值类型无法在方法内外真正交换参数值的问题吗？ string 明明是引用类型，为啥子也不能【黑人问号脸】
这里需要特别注意的是，string虽然是引用类型，但这个东东太特殊了，C#对它进行了特殊处理，虽然它本身是引用类型，但相关操作都会导致它产生一个新的string对象，你看，你传进去是小明，人家在里面改了名字叫老王了。所以如果是string类型，也要用ref。
那还有其他的吗。不，没了，其他的引用类型（就剩class了）随便用。就算你class里面定义了很多值类型，在方法里面也修改了， 没得关系。但如果你的实参直接是class.int 对不起，你这个是值类型。

ref弄透彻了，再来说说它兄弟out

out关键字，加了它的就叫输出型参数（ref 是引用型参数）。其实两个用法差不多，只是有一些小区别罢了。
那就来看看他们的区别把：
round one:
ref：我可进可出（可以传值进来，我也可以传出去）
out：我只出不进（不能传值进来，但我可以传出去）
round two:
ref：进来之前必须初始化
out：进来之前爱咋地咋地，进来后，我就给你初始化（必须赋值才能出）
round three:
ref：我们俩兄弟不能构成重载
out：对，我们俩兄弟不能构成重载（如果两个方法只是ref和out关键字不同，其他的方法名/参数类型等都相同的话，不构成重载，编译器会报错）
举个简单的out的栗子：

        private void CorrectCountOut(out int count)
        {
            count = 33;
        }
        
        int count;
        CorrectCountOut(out count);
        Debug.Log("Correct count out: " + count);

		//输出
		Correct count out: 33

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大神版本

先看一段代码的运行时：

CLR默认所有方法参数都是传值的。传递引用类型的对象时，引用对象（或者说指向对象的指针）被传给方法。注意，引用（指针）本身是传值的，意味着方法能够修改对象，而调用者能看到这些修改。对于值类型的实例，传给方法的是实例的一个副本，意味着方法将获得它专用的一个值类型实例副本，调用者中的实例不受影响。

CLR允许以传引用而非传值的方式传递参数。C#用关键字out和ref支持这个功能。两个关键字都告诉C#编译器生成元数据来指明该参数是传引用的。编译器将生成代码来传递参数的地址，而非参数本身。

对于传引用方式（ref/out）传给方法的变量，他的类型必须与方法签名中声明的类型相同（需要完全一致，继承关系也不可以）。 为什么呢，因为方法预期的是某个类型的引用，而传进来的却不是这个类型的，会报错： ”无法将某类型转换成某类型“， 根本原因是为了保障类型安全，防止在方法内对类型进行了原意类型不存在的操作。想要解决这个问题，可以用泛型来定义方法就可以。

举例：ref

Func1(num)
public void Func1(int v1){}        //v1是一个值，num的副本
Func2(ref num)
public void Func2(ref int v2){}    //v2是一个引用（指针），指向num所在的地址（调用Func2时将num的地址传入）
Func3(obj)
public void Func3(object o1){}     //o1是一个值，o1指向obj所指向的地址
Func4(ref obj)
public void Func4(ref object o2){} //o2是一个引用（指针），指向obj所在的地址（调用Func4时将obj的地址传入）

out等同于ref

Func1(num)
public void Func1(int v1){}        //v1是一个值，num的副本
Func2(out num)
public void Func2(out int v2){}    //v2是一个引用（指针），指向num所在的地址（调用Func2时将num的地址传入）
Func3(obj)
public void Func3(object o1){}     //o1是一个值，o1指向obj所指向的地址
Func4(out obj)
public void Func4(out object o2){} //o2是一个引用（指针），指向obj所在的地址（调用Func4时将obj的地址传入）

从CLR的角度，ref和out是一样的，都导致传递指向实例的一个指针。
但对编辑器来说，会有所区别（ref在外必须初始化，out在内必须初始化后使用），以保证代码的正确性。

对于重载，因为CLR认为ref和out是一样的，所以以下重载是不支持的，只能留取其中一个。

public void Func1(ref int num){}
public void Func1(out int num){}