Переменные-ссылки и возвращение ссылки

Кроме параметров метода, которые с помощью модификатора ref позволяют передавать значение по ссылке, C# также позволяет с помощью ключевого слова ref возвращать ссылку из метода и определять переменную, которая будет хранить ссылку.

Переменная-ссылка
Для определения локальной переменной-ссылки (ref local) перед ее типом ставится ключевое слово ref:

int x = 5;
ref int xRef = ref x;
Здесь переменная xRef указывает не просто на значение переменной x, а на область в памяти, где располагается эта переменная. Для этого перед x также указывается ref.

При этом мы не можем просто определить переменную-ссылку, нам обязательно надо присвоить ей некоторое значение. Так, следующий код вызовет ошибку:

ref int xRef; // ошибка
Получив ссылку, мы можем манипулировать значением по этой ссылке. Например:

int x = 5;
ref int xRef = ref x;
Console.WriteLine(x); // 5
xRef = 125;
Console.WriteLine(x); // 125
x = 625;
Console.WriteLine(xRef); // 625
Ссылка как результат функции
Для возвращения из функции ссылки в сигнатуре функции перед возвращаемым типом, а также после оператора return следует указать ключевое слово ref:

int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };
ref int numberRef = ref Find(4, numbers); // ищем число 4 в массиве
numberRef = 9; // заменяем 4 на 9
Console.WriteLine(numbers[3]); // 9

ref int Find(int number, int[] numbers)
{
for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
{
if (numbers[i] == number)
{
return ref numbers[i]; // возвращаем ссылку на адрес, а не само значение
}
}
throw new IndexOutOfRangeException("число не найдено");
}
В методе Find ищем число в массиве, но вместо самого значения числа возвращаем ссылку на него в памяти. Для этого в сигнатуре метода в качестве типа результата функции указывается не просто int, а ref int.

Кроме того, в самом методе после слова return также ставится ref:

return ref numbers[i];
Тем самым мы получаем не просто значение, а ссылку на объект в памяти.

В методе Main для определения переменной, которая будет содержать ссылку, используется ключевое слово ref. При вызове метода также указывается слово ref:

ref int numberRef = ref Find(7, numbers);
В итоге переменная numberRef будет содержать ссылку на объект int, и через данную переменную в последствиии мы можем изменить объект по этой ссылке.

Другой пример - возвращение ссылки на максимальное число из двух:

int a = 5;
int b = 8;
ref int pointer = ref Max(ref a, ref b);
pointer = 34; // меняем значением максимального числа
Console.WriteLine($"a: {a} b: {b}"); // a: 5 b: 34

ref int Max(ref int n1, ref int n2)
{
if (n1 > n2)
return ref n1;

else
return ref n2;
}
Стоит обратить внимание, что параметры метода в этом случае определены с ключевым словом ref.

При определении метода, который возвращает ссылку, следует учитывать, что такой метод естественно не может иметь тип void. Кроме того, такой метод не может возвращать:

Значение null

Константу

Значение перечисления enum

Свойство класса или структуры

Поле для чтения (которое имеет модификатор read-only)