Передача параметров в C# — числа, объекты, ref, out, in

Смежные статьи

• Типы данных в C#
• Стек и куча
• Переменные и их области видимости
• Объектно-ориентированное программирование в C#
• Коллекции и структуры данных
• Справочник по синтаксису C#

Передача параметров в C# — числа, объекты, ref, out, in

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВ

Разработчику

Дальше

• Типы данных
• Стек и куча
• Модификаторы ref, out, in, params
• Анонимные типы и кортежи — альтернатива нескольким out

---

Термины

Перед примерами полезно зафиксировать слова, которые встретятся дальше.

Аргумент и параметр

• Параметр — имя в объявлении метода (void M(int x) → x — параметр).
• Аргумент — конкретное значение при вызове (M(5) → 5 — аргумент).

Значимый тип (value type)

• В переменной лежит само значение (число, символ, байты структуры).
• Примеры: int, bool, char, decimal, struct, enum.
• При присваивании и при обычном вызове метода значение копируется целиком.

Ссылочный тип (reference type)

• В переменной лежит адрес объекта в куче (управляемой области памяти CLR).
• Сам объект хранится отдельно; переменная указывает на него.
• Примеры: class, string, массив, List<T>, delegate.

Куча и стек

• Стек — область для локальных переменных и параметров метода; доступ быстрый, lifetime привязан к вызову.
• Куча — область для объектов ссылочных типов; память освобождает сборщик мусора (GC).

Инициализация

• Переменной присвоено начальное значение до первого чтения. Подробнее — Переменные.

Модификатор параметра

• Ключевое слово перед типом (ref, out, in), которое меняет способ передачи аргумента. Синтаксис вызова — в статье про переменные.

---

Как устроена передача по умолчанию

При вызове SomeMethod(argument) компилятор копирует аргумент в параметр метода. Содержимое копии зависит от категории типа.

Категория	Примеры типов	Что оказывается в параметре
Значимый тип	int, bool, struct, enum	Копия числа или всей структуры
Ссылочный тип	class, string, массив, List<T>	Копия адреса (ссылки) на объект в куче

После копирования параметр и исходная переменная живут отдельно. Исключение — обе переменные-ссылки могут указывать на один и тот же объект в куче, поэтому изменение полей через параметр видно снаружи.

Про слово "ссылка"

В C# у ссылочного типа переменная хранит адрес объекта. При обычном вызове метода копируется этот адрес. Модификатор ref передаёт адрес самой переменной в стеке вызывающего кода, чтобы метод мог переписать, что в ней лежит.

Два типичных сценария

• Вызов void M(int x) { x = 10; } оставляет внешнюю переменную без изменений, потому что в метод попала копия числа.
• Вызов void M(Person p) { p.Name = "Ivan"; } меняет имя у исходного объекта, потому что параметр и аргумент указывают на один объект в куче.

---

Схема при вызове метода

---

Числа и другие значимые типы

Обычный параметр

void ModifyNumber(int num)
{
    num = 10;
}

int x = 5;
ModifyNumber(x);
Console.WriteLine(x); // 5

Разбор

• num — отдельная локальная переменная с копией 5.
• Строка num = 10 меняет только эту копию.
• Переменная x в вызывающем коде остаётся 5.

Так же ведут себя bool, char, decimal, enum и любой struct.

Параметр с ref

void ModifyNumberRef(ref int num)
{
    num = 10;
}

int x = 5;
ModifyNumberRef(ref x);
Console.WriteLine(x); // 10

Разбор

• ref связывает параметр с переменной x в вызывающем коде (метод пишет прямо в неё).
• Ключевое слово ref пишут и в объявлении метода, и в месте вызова.
• Переменная должна быть инициализирована до вызова.

Структура (struct)

У структуры та же семантика, что у int: без ref в метод уходит полная копия всех полей.

public struct Point
{
    public int X;
    public int Y;
}

void MoveRight(Point p) => p.X++;

var origin = new Point { X = 0, Y = 0 };
MoveRight(origin);
Console.WriteLine(origin.X); // 0

void MoveRightRef(ref Point p) => p.X++;

MoveRightRef(ref origin);
Console.WriteLine(origin.X); // 1

Для небольших неизменяемых структур обычно возвращают новое значение из метода:

public readonly record struct Point(int X, int Y)
{
    public Point MoveRight() => this with { X = X + 1 };
}

Когда выбирать struct или class — в Типах данных. Про копирование больших структур — производительность.

---

Объекты и другие ссылочные типы

Обычный параметр

class Person
{
    public string Name { get; set; } = "";
}

void ModifyObj(Person p)
{
    p.Name = "Ivan";
    p = new Person { Name = "Anna" };
}

var person = new Person { Name = "Alex" };
ModifyObj(person);
Console.WriteLine(person.Name); // Ivan

Разбор

• person и p — разные переменные в памяти.
• До строки с new обе хранят один и тот же адрес объекта в куче.
• p.Name = "Ivan" меняет поле общего объекта — результат виден через person.
• p = new Person { ... } записывает новый адрес только в локальный параметр p. Переменная person по-прежнему указывает на первый объект (имя там стало Ivan).

Создание экземпляра new Person() и поля класса — в ООП в C#.

Параметр с ref

Если метод должен переназначить переменную вызывающего кода (другой объект, другой список), нужен ref.

void ReplacePerson(ref Person p)
{
    p = new Person { Name = "Anna" };
}

var person = new Person { Name = "Alex" };
ReplacePerson(ref person);
Console.WriteLine(person.Name); // Anna

Разбор

• ref Person p — ссылка на переменную person в стеке вызывающего кода.
• Присваивание p = new ... меняет адрес, который хранит person.

Списки и массивы

List<T> и массивы — ссылочные типы. Логика та же, что у Person.

void ClearList(List<int> items) => items.Clear();

void ReplaceList(List<int> items) => items = new List<int>();

var numbers = new List<int> { 1, 2, 3 };
ClearList(numbers);
// numbers пуст — Clear() изменил тот же объект в куче

ReplaceList(numbers);
// numbers по-прежнему пуст — ReplaceList переписал только локальную копию ссылки

Чтобы метод подменил саму переменную-список

• объявите ref List<int> items, или
• верните новый список из метода через return.

Строки

string — ссылочный неизменяемый тип. Переприсваивание параметра s внутри метода не затрагивает переменную вызывающего кода.

void TryChange(string s) => s = "changed";

string text = "hello";
TryChange(text);
Console.WriteLine(text); // hello

Любая операция вроде Replace или конкатенации создаёт новую строку в куче. Исходная переменная text остаётся прежней, пока ей явно не присвоить результат.

---

Модификаторы ref, out, in

Краткая таблица. Полный список ключевых слов — Справочник C#.

Модификатор	Что передаётся	Инициализация до вызова	Обязанности метода	Где встречается
(нет)	Копия значения или копии адреса	Любая	Работа с локальной копией	Большинство методов
ref	Переменная вызывающего кода	Обязательна	Можно читать и писать	Обновление аргумента на месте
out	Переменная вызывающего кода	Не требуется	Присвоить значение перед выходом	TryParse, TryGetValue
in	Переменная только для чтения	Любая	Читать можно, менять нельзя	Крупные struct

out — дополнительный результат через параметр

Паттерн Try в стандартной библиотеке .NET (BCL)

• метод возвращает bool (успех или неудача);
• полезное значение отдаёт через out-параметр.

bool TryDivide(int a, int b, out double result)
{
    if (b == 0)
    {
        result = 0;
        return false;
    }

    result = (double)a / b;
    return true;
}

if (TryDivide(10, 4, out double quotient))
    Console.WriteLine(quotient); // 2.5

if (int.TryParse("42", out int value))
    Console.WriteLine(value); // 42

Разбор

• Компилятор требует присвоить out-параметр на каждой ветке метода.
• В вызове можно объявить переменную сразу: out int value.
• Примеры в BCL: int.TryParse, Dictionary.TryGetValue, Guid.TryParse.

Вернуть несколько значений можно и через кортеж — return (true, quotient) — без out.

in — передать структуру без полного копирования

Модификатор in (C# 7.2+) передаёт адрес struct, но запрещает менять поля параметра.

public readonly struct Matrix3x3
{
    public double M11, M12, M13;
    public double M21, M22, M23;
    public double M31, M32, M33;
}

double Trace(in Matrix3x3 m)
{
    // m.M11 = 0; // ошибка компиляции
    return m.M11 + m.M22 + m.M33;
}

Разбор

• Девять полей double — 72 байта; при обычном параметре структура копируется целиком на каждый вызов.
• in экономит копирование и фиксирует контракт "только чтение".
• Для class выигрыш обычно незаметен — копируется только адрес (8 байт на 64-битной платформе).

---

Как выбрать способ передачи

Задача	Подход
Прочитать данные и вернуть результат	Обычный параметр + return
Изменить поля существующего объекта	Обычный параметр ссылочного типа
Изменить число или struct у вызывающего	ref или return нового значения
Сообщить успех и значение (как TryParse)	bool + out или кортеж
Принять большую struct без копии	in
Подменить ссылку (другой объект, другой список)	ref или return

Стиль в новых проектах

Для нескольких результатов часто используют return, кортежи и record. out остаётся стандартом для API в духе TryParse. ref уместен в буферах, Span<T> и горячих участках — см. справочник и производительность.

---

Частые ошибки

Симптом	Причина	Решение
void M(int x) { x++; } не увеличивает аргумент	В метод попала копия int	ref int x или return x + 1
p = new Person() внутри метода не меняет переменную снаружи	Скопирован только адрес; new пишет в локальный параметр	ref Person p или вернуть объект
void M(Point p) { p.X++; } не двигает точку снаружи	Скопирована вся структура	ref Point p, readonly struct + return
Ошибка компиляции на out-параметре	Не все ветки if присваивают out	Присвоить во всех ветках или result = default
Лишний ref везде	Усложняется чтение и сопровождение API	ref только там, где аргумент должен измениться

Типичные вопросы на собеседовании — 474.

---

Все варианты в одном примере

class Counter
{
    public int Value;
}

void A(int n) => n = 0;              // копия int
void B(ref int n) => n = 0;          // переменная int снаружи
void C(Counter c) => c.Value = 0;    // общий объект в куче
void D(Counter c) => c = new();      // новый адрес только в параметре
void E(ref Counter c) => c = new(); // переменная-ссылка снаружи

int num = 42;
A(num); Console.WriteLine(num);           // 42
B(ref num); Console.WriteLine(num);       // 0

var ctr = new Counter { Value = 42 };
C(ctr); Console.WriteLine(ctr.Value);     // 0
D(ctr); Console.WriteLine(ctr.Value);     // 0, тот же объект
E(ref ctr); Console.WriteLine(ctr.Value); // 0, уже другой объект

---

Шпаргалка

• Без модификатора — копия значения (int, struct) или копия адреса (class, массив, список).
• ref — метод работает с исходной переменной; она должна быть инициализирована.
• out — метод обязан записать значение в параметр; удобно для Try*-методов.
• in — адрес struct без права изменения; для тяжёлых структур.

Документация Microsoft

• Параметры методов
• Различие между значимыми и ссылочными типами