小記一次讓我誤會的引用傳參

大部分時候，參考型別和實值型別的區別是顯而易見的，但在用參考型別作為方法參數時，卻多次引起了我的誤解，每次都得對著電腦抓狂一下才又一次發現問題所在。

問題在於如下程式碼片段：Code Segment 1
public class Person {
    public int age;
}

public static void Main(string[] args)
{
    Person p = new Person();    // #1
    p.age = 10;
    AddAgeA(p);
    Console.WriteLine(p.age);
}

public static void AddAgeA(Person p) {
    p.age = 20;
}

此時會輸出20，這很明顯，現在加上了一個方法AddAgeB：public static void AddAgeB(Person p)
public static void AddAgeB(Person p) {
    p = new Person();    //#2
    p.age = 20;
}

當把Main方法中的AddAgeA(p)改成AddAgeB(p)後，就輸出了10，而不再是20。

於是我自言自語：不是說class都是參考型別嗎？AddAgeB一樣是接收一個參考型別Person，雖然方法體中新new了一個Person，但是緊跟在後面的一句一樣對這個參考型別的age欄位賦值了啊？
在Main方法中Person p = new Person() (#1處)時，在堆中就分配了一塊空間，下一句向這塊空間中的age所在的記憶體空間存入了10，然後把p這個引用傳遞給AddAgeB()方法，在AddAgeB()中又在堆中開闢了一塊新的空間(#2處)，然後把新開闢的記憶體位址賦給p，下一句把新空間中的age賦為20，這麼說來，Main()中的輸出應該變成20了啊？難道這樣不對嗎？

我抓狂了一下後發現，上面我的自言自語中缺失了一個很重要的細節，而這個細節，就是關鍵所在。問題出在這一句：“然後把p這個引用傳遞給AddAgeB()方法”，這太含糊了，我忘記了這裡的“引用傳遞”其實是一個“複製”的過程。在上面兩個AddAge方法體中的p，其實只是Main方法中的p的一個副本，當執行：Person p = new Person() 時，會在託管堆上開闢一塊地址空間，存放Person的一個執行個體，這個執行個體的age欄位就存在這個空間裡頭，同時，在棧上還會分配一塊記憶體空間，它用來存放Person執行個體所在的堆記憶體位址，而p的值，就是棧上的這個地址。當執行 AddAgeA(p) 或 AddAgeB(p)時，棧上p的值（記憶體位址）會被複製，而在AddAge方法體中所使用的p，就是這個複製出來的副本，而不是原來的p，但是，它們的值（地址）是一樣的，都是指向託管堆中的Person執行個體地址，所以，在AddAgeA()中，當執行p.age = 20時，託管堆中的那個Person執行個體的age欄位的值就變成了20，於是，在Main方法中輸出時，因為Main方法中的p也是指向這塊堆空間地址，所以輸出了20。

而在AddAgeB()中，有關鍵的一句：p = new Person()，這一句會在託管堆中再開闢一塊新的記憶體空間，把後把它的地址賦給棧上的p，在這個時候，Main方法中的p和AddAgeB方法中的p不僅在棧上的位置不一樣，值也不一樣，當在執行下一句：p.age = 20；時，新開闢的堆空間中的age的值的的確確是改變了，但是在出了方法體的右花括弧之後，方法體中的p(在棧上)就因為範圍的原因而被釋放，那麼，AddAgeB方法中建立的那個Person執行個體就成了一個等待GC來回收的垃圾，因為此時堆中存在了兩個Person執行個體，在Main方法中的那個p所指向的堆空間中的age並沒有被改變，所以在Main方法中輸出了10。

再回頭看看裝箱：

Box Main
public static void Main() {
    int a = 5;
    object obj = a;
    obj = 10;
    Console.WriteLine("a = " + a);
    Console.WriteLine("obj = " + obj);
}

很顯然，此時輸出了 a = 5 , obj = 10。
在第二行中，有一個裝箱操作，a的值為被“複製”一份到obj中，所以a的值不變，obj的值在執行obj = 10之後變了。

現在改一下：public static void Main() {
    int a = 5;
    object obj = a;
    Change(obj);
    Console.WriteLine("a = " + a);
    Console.WriteLine("obj = " + obj);
}
public void Change(object obj) {
    obj = 10;
}

此時會輸出什麼呢？
正確答案是a = 5, obj = 5

由此也可得知，當在Change方法體中執行obj = 10時，10會被裝到託管堆中的箱子裡面去，然後obj的值被重新賦為這個箱子所在的起始地址，由於方法體中的obj引用的值跟Main方法中的obj引用的值並不一樣，所以，輸出的obj還是5。

總結一下，其實就是幾個字：

如果沒有用ref或out關鍵字的話，在給方法傳遞參數時，會有一個複製的過程，不管是實值型別還是參考型別。

當然，用上了ref的話，就沒有了這個複製過程，Main方法中的p和AddAge方法中的p就是實實在在的同一個引用了。