為什么“ ref”和“ out”不支持多態？

Question

采取以下措施：

class A {}

class B : A {}

class C
{
    C()
    {
        var b = new B();
        Foo(b);
        Foo2(ref b); // <= compile-time error: 
                     // "The 'ref' argument doesn't match the parameter type"
    }

    void Foo(A a) {}

    void Foo2(ref A a) {}  
}

為什么會出現上述編譯時錯誤？ ref和out參數都會發生這種情況。

Answer 1

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更新：我使用此答案作為此博客條目的基礎：

為什么ref和out參數不允許類型變化？

有關此問題的更多評論，請參見博客頁面。 感謝您提出的重大問題。

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假設您有Animal類， Mammal類， Reptile ， Giraffe ， Turtle和Tiger類，並且具有明顯的子類關系。

現在假設您有一個方法void M(ref Mammal m) 。 M可以讀寫m 。

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您可以將Animal類型的變量傳遞給M嗎？

否。該變量可以包含Turtle ，但是M會假定它僅包含哺乳動物。 Turtle不是Mammal 。

結論1 ：不能將ref參數設置為“更大”。 （動物比哺乳動物多，因此該變量變得“更大”，因為它可以包含更多的東西。）

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您可以將Giraffe類型的變量傳遞給M嗎？

否M可以寫入m ，並且M可能想將Tiger寫入m 。 現在，您已經將Tiger放入了實際上是Giraffe類型的變量中。

結論2 ：不能使ref參數“更小”。

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現在考慮N(out Mammal n) 。

您可以將Giraffe類型的變量傳遞給N嗎？

否N可以寫n ，而N可能想寫Tiger 。

結論3 ：不能使out參數“更小”。

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您可以將Animal類型的變量傳遞給N嗎？

嗯

好吧，為什么不呢？ N無法從n讀取，只能對其進行寫入，對嗎？ 您將Tiger寫入Animal類型的變量，就全部准備好了，對嗎？

錯誤。 規則不是“ N只能寫入n ”。

這些規則是：

1） N必須在N正常返回之前寫入n 。 （如果N投擲，則所有投注均無效。）

2） N必須先向n寫入內容，然后才能從n讀取內容。

這允許發生以下一系列事件：

• 聲明一個Animal類型的字段x 。
• 將x作為out參數傳遞給N
• N將Tiger寫入n ， n是x的別名。
• 在另一個線程上，有人將Turtle寫入x 。
• N嘗試讀取n的內容，並在它認為是Mammal類型的變量中發現了Turtle 。

顯然，我們想使之非法。

結論4 ：不能將out參數設為“更大”。

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最終結論 ： ref和out參數都不ref其類型。 否則將破壞可驗證的類型安全性。

如果您對基本類型理論中的這些問題感興趣，請考慮閱讀我的有關協方差和反方差如何在C＃4.0中工作的系列文章 。

Answer 2

因為在兩種情況下，您都必須能夠將值分配給ref / out參數。

如果您嘗試將b傳遞給Foo2方法作為引用，並且在Foo2中嘗試使用a = new A（），則此方法無效。
不能寫的原因相同：

B b = new A();

Answer 3

您正在努力應對協方差 （和協方差 ）的經典OOP問題，請參閱Wikipedia ：盡管此事實可能違背了直觀的期望，但從數學上講，它不可能用派生類替代基類來代替可變的（可分配的）參數（並且也是出於相同原因可分配項目的容器），同時仍要遵守Liskov原則 。 在現有答案中概述了為什么這樣做，並在這些Wiki文章及其鏈接中進行了更深入的探討。

在保持傳統的靜態類型安全的同時，似乎這樣做的OOP語言卻在“作弊”（插入隱藏的動態類型檢查，或要求對所有源進行編譯時檢查）。 基本的選擇是：要么放棄這種協方差，接受從業者的困惑（就像C＃在這里所做的那樣），要么轉向動態類型化方法（就像最早的OOP語言Smalltalk一樣），或者轉向不可變（單-數據），就像功能語言一樣（在不變性下，您可以支持協方差，還可以避免其他相關的難題，例如在可變數據世界中不能擁有Square子類Rectangle的事實）。

Answer 4

考慮：

class C : A {}
class B : A {}

void Foo2(ref A a) { a = new C(); } 

B b = null;
Foo2(ref b);

它將違反類型安全

Answer 5

盡管其他回答簡潔地解釋了此行為的原因，但我認為值得一提的是，如果您確實需要執行此類操作，則可以通過將Foo2變成通用方法來完成類似的功能，如下所示：

class A {}

class B : A {}

class C
{
    C()
    {
        var b = new B();
        Foo(b);
        Foo2(ref b); // <= no compile error!
    }

    void Foo(A a) {}

    void Foo2<AType> (ref AType a) where AType: A {}  
}

Answer 6

因為給Foo2一個ref B會導致對象格式錯誤，因為Foo2只知道如何填充B A部分。

Answer 7

難道不是編譯器告訴您希望您顯式轉換對象，以確保您知道自己的意圖嗎？

Foo2(ref (A)b)

Answer 8

如果您對類型使用實際示例，則會看到以下內容：

SqlConnection connection = new SqlConnection();
Foo(ref connection);

現在您有了使用祖先 （ 即 Object ）的函數：

void Foo2(ref Object connection) { }

那可能有什么問題呢？

void Foo2(ref Object connection)
{
   connection = new Bitmap();
}

您剛剛設法將Bitmap分配給SqlConnection 。

不好

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與其他人再試一次：

SqlConnection conn = new SqlConnection();
Foo2(ref conn);

void Foo2(ref DbConnection connection)
{
    conn = new OracleConnection();
}

您在SqlConnection的頂部填充了OracleConnection 。

Answer 9

就我而言，我的函數接受了一個對象，我什么也不能發送，所以我只是做了

object bla = myVar;
Foo(ref bla);

那行得通

我的Foo在VB.NET中，它檢查內部的類型並執行很多邏輯

如果我的回答是重復的，但其他人的回答太長，我深表歉意

Answer 10

從安全的角度講是有道理的，但是如果編譯器給出警告而不是錯誤，我會更喜歡它，因為通過引用傳遞的多態對象是合法使用的。 例如

class Derp : interfaceX
{
   int somevalue=0; //specified that this class contains somevalue by interfaceX
   public Derp(int val)
    {
    somevalue = val;
    }

}


void Foo(ref object obj){
    int result = (interfaceX)obj.somevalue;
    //do stuff to result variable... in my case data access
    obj = Activator.CreateInstance(obj.GetType(), result);
}

main()
{
   Derp x = new Derp();
   Foo(ref Derp);
}

這不會編譯，但是行得通嗎？