C++中提供了const特性，使用該特性定義的參數(shù)，其所引用的參數(shù)或?qū)ο髮⒉粫徽{(diào)用函數(shù)修改（當然const還提供了更多的特性，參見“Const正確性”）。在新的建議中，C#也將提供類似的特性。

只讀ref參數(shù)

在C#中，“只讀引用”也可稱為“in參數(shù)”，兩者提供了類似的限制。只讀引用的基本思想是，如果用“readonly ref”或僅是“in”標注一個參數(shù)，那么編譯器會解釋為“將該參數(shù)按引用傳遞以改進性能，但不允許實際更改該參數(shù)”。該特性對于在高性能場景下的大型結(jié)構(gòu)體尤為有用。在建議中引用了如下的例子：

我們知道，在XNA等圖形庫中的向量/矩陣數(shù)學運算符是具有ref操作符的，這純粹是出于性能上的考慮。Roslyn編譯器本身就有代碼使用了結(jié)構(gòu)體，以避免內(nèi)存分配，并可通過引用的方式傳遞結(jié)構(gòu)體，免除復制的繁瑣。

該語法還結(jié)合了C++版本的const。即參數(shù)本身是不可更改的，參數(shù)所引用的對象或結(jié)構(gòu)體中的所有數(shù)據(jù)也是不可更改的。

當前在通過引用傳遞一個參數(shù)時，必須使用“ref”或“out”關(guān)鍵字。在這個建議實現(xiàn)后，使用“in”參數(shù)無需受此限制。進而表達式的結(jié)果也可以傳遞進來（當前這在VB中是允許的，但是在C#中尚不允許）。

實現(xiàn)細節(jié)

對比“ref”和“out”參數(shù)，它們的重載規(guī)則具有相同的工作機制。

這依然有待議定，但是當前的計劃是不允許“in”參數(shù)被匿名函數(shù)或async函數(shù)捕獲（即生成一個閉包對象）。捕獲“in”參數(shù)的問題在于會導致一次拷貝，這破壞了使用“in”參數(shù)的初衷，即避免拷貝所導致的性能損耗。

將參數(shù)標為“readonly ref”或“in”，并不會令引用值成為不可變值。雖然參數(shù)值無法被聲明函數(shù)更改，但可以在其它地方修改。無需使用多線程，只需能訪問參數(shù)所引用原始變量的方法即可。

在結(jié)構(gòu)體上調(diào)用方法可能會導致問題。在建議中是這樣說的：

結(jié)構(gòu)體的所有常規(guī)實例方法可轉(zhuǎn)變（mutate）實例，或是對實例暴露引用（ref-expose），因此必須要創(chuàng)建一個臨時拷貝，正如當前對接收者是只讀域時的做法。

但是，由于沒有考慮向后兼容，也不存在變通方案，所以編譯器只是給出一個警告，以確保用戶留意到這一隱式拷貝。

使用“out”參數(shù)時，一個特殊的參數(shù)標識了是否需要“in”參數(shù)。該參數(shù)將被舊的編譯器忽略，因此沒有向后兼容的問題。

只讀ref返回

與該特性密切相關(guān)的是將ref returns標為只讀的功能。開發(fā)人員使用“in”參數(shù)，主要因為它能提供良好的性能，但是“in”參數(shù)不允許返回表達式的結(jié)果。返回值必須是正常ref返回的一個合法變量，其中可以包含數(shù)組元素、ref參數(shù)和對象中的域。

ref/in的擴展方法

“ref”擴展方法將允許擴展方法修改傳遞進來的結(jié)構(gòu)體。需要編譯器能驗證傳遞給ref擴展方法的參數(shù)是可變的。

雖然“in”擴展方法不允許修改參數(shù)，但對于性能敏感的代碼依然十分有用，尤其是結(jié)構(gòu)體非常大的時候。這時當然不需要一個可變參數(shù)。

在上面兩種情況下，該特性只能用于結(jié)構(gòu)體。

編輯按：假定廣泛使用了PureAttribute，編譯器將不允許對“in”擴展方法調(diào)用非PureAttribute的方法。但由于對性能并無太大改善，因此不大可能廣泛應用。

只讀結(jié)構(gòu)體

將結(jié)構(gòu)體變量標為readonly可能會對性能產(chǎn)生影響。編譯器無法確定某個調(diào)用是否會對結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生改動，因此會默認能夠修改，并始終復制只讀結(jié)構(gòu)體變量的副本。

使用該特性，開發(fā)人員可以在類型層面上將整個結(jié)構(gòu)體標為只讀。這樣一來，編譯器就知道：在通過只讀結(jié)構(gòu)體的變量暴露該只讀結(jié)構(gòu)體時，不需要進行拷貝。

在建議中指出：

唯一一個顯而易見的問題在于：是否需要將其中一些方法改為賦值（mutator）方法。

目前，對只讀結(jié)構(gòu)體進行逐個控制只會增加不必要的復雜性，我們可以后期需要時再行添加。

當前，我們假定可變和不可變成員“混合”的結(jié)構(gòu)體并不常見。此外，可變結(jié)構(gòu)體的部分變量通常需要是LValues，從而避免隱式拷貝的影響。

缺點

建議還指出，這些功能對已有代碼不大可能有幫助，但在如下新場景中會很有用，例如：

• 在計算能力關(guān)乎費用，響應能力關(guān)乎競爭優(yōu)勢的云場景或數(shù)據(jù)中心場景下。

• 對延遲有軟性實時需求的游戲/VR/AR場景。

在建議中也提出了警告，在“in”參數(shù)上的限制可循環(huán)作用于被調(diào)用函數(shù)。但這一問題并不嚴重，因為已經(jīng)可以使用“out”參數(shù)執(zhí)行同一操作了。

原文地址：http://www.infoq.com/cn/news/2017/04/Readonly-References

---

.NET社區(qū)新聞，深度好文，微信中搜索dotNET跨平臺或掃描二維碼關(guān)注

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的未来的C#之只读引用与结构体的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。