C#：指向多个整数的引用/指针数组

Question

我想在数组中保存对许多短裤的引用。我以为我可以创建短裤，然后将它们添加到数组中。所以...每次引用的对象发生更改时，都会反映在数组中，反之亦然。经过一些试验后，我确信事实并非如此。事实上，看起来只是传递了值，而不是引用。

下面的代码创建两个 Short，将它们作为对象添加到数组中，然后更改原始 Short。然而，当访问数组中假定的引用的short时，它并没有改变，这让我相信它是一个全新的对象，与原始对象无关。

        Console.WriteLine("Testing simple references:");
        short v1 = 1;
        short v2 = 2;
        object[] vs = new object[2];
        vs[0] = v1;
        vs[1] = v2;
        v1 = 1024;
        v2 = 512;
        Console.WriteLine(" v1: " + (short)vs[0]);
        Console.WriteLine(" v2: " + (short)vs[1]);

我在这里误解了一些基本的东西，如果有人可以解释，并且也许向我指出一个可以实现我想要的解决方案，我将不胜感激。

Answer 1

C# 类型系统中有两种类型“值类型”和“引用类型”。

值类型按值复制；当你复制一个对象时，你会得到一个与原始对象无关的全新对象。

引用类型通过引用复制；当您复制一个时，您实际上是将引用复制到某个存储位置。您将获得两个引用，它们都引用一个对象。

短裤是价值类型。

如果您希望 Short 成为引用类型，那么您可以创建一个引用类型包装器：

class ReferenceType<T> where T : struct
{
    public T Value { get; set }
    public ReferenceType(T value) { this.Value = value; }
}

var v1 = new ReferenceType<short>(1);
var v2 = new ReferenceType<short>(2);
var vs = new ReferenceType<short>[2] { v1, v2 };
v1.Value = 1024;
v2.Value = 512;
Console.WriteLine(vs[0].Value);
Console.WriteLine(vs[1].Value);

就这样。

现在，您将获得对简短内容的引用访问权限，因为简短内容实际上存储在与类的 value 属性关联的字段中。如果你接着说：

v2 = new ReferenceType<short>(3);
Console.WriteLine(vs[1].Value);

你不会得到“3”——v2 现在指的是与 vs[1] 不同的对象。如果您真正想要捕获的是对变量的引用，那么您想要使用的就是闭包。

class ReferenceToVariable<T>
{
    private Func<T> getter;
    private Action<T> setter;
    public ReferenceToVariable(Func<T> getter, Action<T> setter) 
    { 
        this.getter = getter;
        this.setter = setter;
    }
    public T Value { get { return getter(); } set { setter(value); } }
}
...
short v1 = 1;
short v2 = 2;
var vs = new [] 
{ 
    new ReferenceToVariable<short>(()=>v1, x=>{v1=x;}),
    new ReferenceToVariable<short>(()=>v2, x=>{v2=x;})
};
v1 = 123;
vs[1].Value = 456;
Console.WriteLine(vs[0].Value); // 123
Console.WriteLine(v2); // 456

这里我们在数组中捕获知道如何获取和设置 v1 和 v2 的当前值的对象。

现在，如果您想要做的是直接为另一个变量创建一个别名，而不需要此对象，那么在 C# 中只有一种方法可以做到这一点：

void M(ref short x)
{
    x = 123;
}
...
short y = 1;
M(ref y);

现在“x”和“y”是同一变量的两个名称。然而，“为另一个变量创建别名”的概念仅在 C# 中当别名变量是方法的形式参数时才有效。一般情况下是没有办法做到的。

现在，理论上我们可以做你想要的事情。我们可以支持“ref locals”：

---

更新：我在这里讨论的“理论”功能已添加到 C# 7.0 中。

---

short v1 = 1;
ref short rv1 = ref v1;
rv1 = 123;
Console.WriteLine(v1); // 123

也就是说，rv1 成为 v1 的别名。 C# 不支持这一点，但 CLR 支持，因此我们可以支持它。但是，CLR 不支持创建“ref”元素类型的数组或存储引用的字段。所以从这个意义上说，你无法做你想做的事。

C# 确实支持一些特殊的“隐藏”功能，用于传递对象，这些对象的作用类似于对变量的引用，但比上面提到的“两个委托”引用更轻。然而，这些特殊功能仅适用于奇怪的互操作场景，我建议不要使用它们。 （再说一次，你不能创建一个存储类型引用的数组。）我认为我不会在这个答案中更多地讨论这些功能；你真的不想去那里，相信我。

Answer 2

Short 是一个值类型，但是您试图使其表现得像引用类型。

您可以创建一个带有 short 属性的类，然后使用该类的数组：

public class MyShort
{
    public short Value {get; set;}
}

public class SomeOtherClass
{
   public void SomeMethod()
   {
       MyShort[] array = new MyShort[2];
       array[0] = new MyShort {Value = 5};
       array[1] = new MyShort {Value = 2};

       array[0].Value = 3;
   }
}

您可以在那里做一些工作以使其更流畅（例如从 short 实现转换器> 到你的包装类并返回）。

Answer 3

short 类型是 值类型并且不像引用类型那样工作，引用类型的行为就像您期望的那样。当您将值类型分配给变量时，将分配其值，而不是其引用。 vs[0] 将保存您分配给 v1 的值的副本。

如果您确实需要在更改原始值时更改数组中的值，则需要将您的 Short 包装在引用类型中。这是一个例子：

public class ShortHolder {
  public short Value { get; set; }
}

那么你可以这样使用它：

var v1 = new ShortHolder() { Value=123; }
var shortArray = new ShortHolder[1];
shortArray[0] = v1;

如果你改变v1.Value，那么shortArray[0].Value也会改变。

Answer 4

值类型之所以称为值类型，是因为它们在传递给方法或通过 = 运算符赋值时按值传递。

另一种（也是更正确的）看待它的方式是，shorts、ints 等是不可变的 =>它们无法改变。所以你基本上不能改变短路。如果您需要在某处更改 Short 类型的对象，则需要创建一个类来保存该对象，如下所示：

public class ShortWrapper
{
    public short ShortValue {get; set;}
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        ShortWrapper short1 = new ShortWrapper{ ShortValue = 1};
        ShortWrapper short2 = new ShortWrapper { ShortValue = 2 };

        ShortWrapper[] shorts = new ShortWrapper[] { short1, short2 };
        shorts[0].ShortValue = 5;

        Console.WriteLine(short1.ShortValue);
    }
}

本质上，代码正在用新对象替换 Short 类型的对象。

顺便说一句，如果您需要包裹一条裸露短裤，那么您的设计很可能有问题。您要么应该已经使用一些更复杂的对象，要么应该以其他方式处理短裤数组。但我猜你只是在测试。

Answer 5

根本问题是 short 是一个结构体而不是一个对象。因此，基本上，short 数组实际上是一个 short 数组，而不是对短对象的引用数组。

要解决这个问题，您可以将短片“装箱”在课堂上（但这会很乏味）

尝试以下操作：

public class MyShort { public Value { get; set; } }

Answer 6

如果您向类添加转换运算符，则可以透明地使用 ReferenceType，就好像 float、int 等实际上是引用类型一样：

class ReferenceType<T> where T : struct
{
    public T Value { get; set; }
    public ReferenceType(T value) { this.Value = value; }
    public static implicit operator ReferenceType<T>(T b)
    {
        ReferenceType<T> r = new ReferenceType<T>(b);
        return r;
    }
    public static implicit operator T(ReferenceType<T> b)
    {
        return b.Value;
    }
}
ReferenceType<float> f1 = new ReferenceType(100f);
f1 = 200f;
float f2 = f1;

通过使用 explicit 限定符而不是 隐式，如果您想让事情变得更清晰，但代价是有点冗长，您可以要求对这些转换进行强制转换。