CA1045:不要通过引用来传递类型

项目
09/07/2023

属性	值
规则 ID	CA1045
标题	不要通过引用来传递类型
类别	设计
修复是中断修复还是非中断修复	重大
在 .NET 8 中默认启用	否

原因

公共类型中的公共或受保护方法有一个 ref 参数，该参数采用基元类型、引用类型或不属于内置类型的值类型。

规则说明

按引用（使用 out 或 ref）传递类型要求具有使用指针的经验，了解值类型和引用类型的不同之处，以及能处理具有多个返回值的方法。另外，out 和 ref 参数之间的区别并未得到广泛了解。

如果引用类型“按引用”传递，则该方法会使用参数来返回对象的不同实例。（按引用传递引用类型也称为使用双指针、指向指针的指针或双间接。）使用“按值”传递这一默认调用约定，采用引用类型的参数已经收到指向对象的指针。指针（而不是它指向的对象）按值传递。按值传递表示方法不能更改指针以使其指向引用类型的新实例，但是它可以更改它所指向的对象的内容。对于大多数应用程序，这就足够了，并生成了所需的行为。

如果方法必须返回不同的实例，请使用该方法的返回值来实现此目的。有关对字符串执行操作并返回字符串的新实例的各种方法，请参阅 System.String 类。通过使用此模型，调用方可决定是否保留原始对象。

尽管返回值很常见且被大量使用，但正确应用 out 和 ref 参数需要中间设计和编码技能。为一般用户进行设计的库架构师不应指望用户能熟练运用 out 或 ref 参数。

注意

如果使用的参数是大型结构，则在按值传递时，复制这些结构所需的其他资源可能会对性能产生影响。在这些情况下，可考虑使用 ref 或 out 参数。

如何解决冲突

要修复由值类型引起的此规则的冲突，需使方法返回对象作为其返回值。如果该方法必须返回多个值，请重新设计它以返回保存值的对象的单个实例。

要修复由引用类型引起的此规则的冲突，需确保所需的行为是否为返回引用的新实例。如果是，则该方法应使用其返回值来执行此操作。

何时禁止显示警告

可禁止显示此规则发出的警告；但这种设计可能会引发可用性问题。

抑制警告

如果只想抑制单个冲突，请将预处理器指令添加到源文件以禁用该规则，然后重新启用该规则。

#pragma warning disable CA1045
// The code that's violating the rule is on this line.
#pragma warning restore CA1045

若要对文件、文件夹或项目禁用该规则，请在配置文件中将其严重性设置为 none。

[*.{cs,vb}]
dotnet_diagnostic.CA1045.severity = none

有关详细信息，请参阅如何禁止显示代码分析警告。

配置代码以进行分析

使用下面的选项来配置代码库的哪些部分要运行此规则。

包含特定的 API 图面

可以仅为此规则、为适用的所有规则或为适用的此类别（设计）中的所有规则配置此选项。有关详细信息，请参阅代码质量规则配置选项。

包含特定的 API 图面

你可以根据代码库的可访问性，配置要针对其运行此规则的部分。例如，若要指定规则应仅针对非公共 API 图面运行，请将以下键值对添加到项目中的 .editorconfig 文件：

dotnet_code_quality.CAXXXX.api_surface = private, internal

示例 1

以下库显示生成对用户反馈响应的类的两个实现。第一个实现 (BadRefAndOut) 强制库用户管理三个返回值。第二个实现 (RedesignedRefAndOut) 通过返回容器类 (ReplyData) 的实例来简化用户体验，该容器类将数据作为单个单元进行管理。

public enum Actions
{
    Unknown,
    Discard,
    ForwardToManagement,
    ForwardToDeveloper
}

public enum TypeOfFeedback
{
    Complaint,
    Praise,
    Suggestion,
    Incomprehensible
}

public class BadRefAndOut
{
    // Violates rule: DoNotPassTypesByReference.

    public static bool ReplyInformation(TypeOfFeedback input,
       out string reply, ref Actions action)
    {
        bool returnReply = false;
        string replyText = "Your feedback has been forwarded " +
                           "to the product manager.";

        reply = String.Empty;
        switch (input)
        {
            case TypeOfFeedback.Complaint:
            case TypeOfFeedback.Praise:
                action = Actions.ForwardToManagement;
                reply = "Thank you. " + replyText;
                returnReply = true;
                break;
            case TypeOfFeedback.Suggestion:
                action = Actions.ForwardToDeveloper;
                reply = replyText;
                returnReply = true;
                break;
            case TypeOfFeedback.Incomprehensible:
            default:
                action = Actions.Discard;
                returnReply = false;
                break;
        }
        return returnReply;
    }
}

// Redesigned version does not use out or ref parameters;
// instead, it returns this container type.

public class ReplyData
{
    string reply;
    Actions action;
    bool returnReply;

    // Constructors.
    public ReplyData()
    {
        this.reply = String.Empty;
        this.action = Actions.Discard;
        this.returnReply = false;
    }

    public ReplyData(Actions action, string reply, bool returnReply)
    {
        this.reply = reply;
        this.action = action;
        this.returnReply = returnReply;
    }

    // Properties.
    public string Reply { get { return reply; } }
    public Actions Action { get { return action; } }

    public override string ToString()
    {
        return String.Format("Reply: {0} Action: {1} return? {2}",
           reply, action.ToString(), returnReply.ToString());
    }
}

public class RedesignedRefAndOut
{
    public static ReplyData ReplyInformation(TypeOfFeedback input)
    {
        ReplyData answer;
        string replyText = "Your feedback has been forwarded " +
           "to the product manager.";

        switch (input)
        {
            case TypeOfFeedback.Complaint:
            case TypeOfFeedback.Praise:
                answer = new ReplyData(
                   Actions.ForwardToManagement,
                   "Thank you. " + replyText,
                   true);
                break;
            case TypeOfFeedback.Suggestion:
                answer = new ReplyData(
                   Actions.ForwardToDeveloper,
                   replyText,
                   true);
                break;
            case TypeOfFeedback.Incomprehensible:
            default:
                answer = new ReplyData();
                break;
        }
        return answer;
    }
}

示例 2

以下应用程序说明了用户的体验。对重新设计的库的调用（UseTheSimplifiedClass 方法）更简单，并且该方法返回的信息非常易于管理。这两个方法的输出是相同的。

public class UseComplexMethod
{
    static void UseTheComplicatedClass()
    {
        // Using the version with the ref and out parameters. 
        // You do not have to initialize an out parameter.

        string[] reply = new string[5];

        // You must initialize a ref parameter.
        Actions[] action = {Actions.Unknown,Actions.Unknown,
                         Actions.Unknown,Actions.Unknown,
                         Actions.Unknown,Actions.Unknown};
        bool[] disposition = new bool[5];
        int i = 0;

        foreach (TypeOfFeedback t in Enum.GetValues(typeof(TypeOfFeedback)))
        {
            // The call to the library.
            disposition[i] = BadRefAndOut.ReplyInformation(
               t, out reply[i], ref action[i]);
            Console.WriteLine("Reply: {0} Action: {1}  return? {2} ",
               reply[i], action[i], disposition[i]);
            i++;
        }
    }

    static void UseTheSimplifiedClass()
    {
        ReplyData[] answer = new ReplyData[5];
        int i = 0;
        foreach (TypeOfFeedback t in Enum.GetValues(typeof(TypeOfFeedback)))
        {
            // The call to the library.
            answer[i] = RedesignedRefAndOut.ReplyInformation(t);
            Console.WriteLine(answer[i++]);
        }
    }

    public static void Main1045()
    {
        UseTheComplicatedClass();

        // Print a blank line in output.
        Console.WriteLine("");

        UseTheSimplifiedClass();
    }
}

示例 3

下面的示例库说明了如何使用引用类型的 ref 参数，并演示了实现此功能的更好方法。

public class ReferenceTypesAndParameters
{
    // The following syntax will not work. You cannot make a
    // reference type that is passed by value point to a new
    // instance. This needs the ref keyword.

    public static void BadPassTheObject(string argument)
    {
        argument = argument + " ABCDE";
    }

    // The following syntax will work, but is considered bad design.
    // It reassigns the argument to point to a new instance of string.
    // Violates rule DoNotPassTypesByReference.

    public static void PassTheReference(ref string argument)
    {
        argument = argument + " ABCDE";
    }

    // The following syntax will work and is a better design.
    // It returns the altered argument as a new instance of string.

    public static string BetterThanPassTheReference(string argument)
    {
        return argument + " ABCDE";
    }
}

示例 4

下面的应用程序调用库中的每个方法来演示行为。

public class Test
{
    public static void Main1045()
    {
        string s1 = "12345";
        string s2 = "12345";
        string s3 = "12345";

        Console.WriteLine("Changing pointer - passed by value:");
        Console.WriteLine(s1);
        ReferenceTypesAndParameters.BadPassTheObject(s1);
        Console.WriteLine(s1);

        Console.WriteLine("Changing pointer - passed by reference:");
        Console.WriteLine(s2);
        ReferenceTypesAndParameters.PassTheReference(ref s2);
        Console.WriteLine(s2);

        Console.WriteLine("Passing by return value:");
        s3 = ReferenceTypesAndParameters.BetterThanPassTheReference(s3);
        Console.WriteLine(s3);
    }
}

该示例产生下面的输出：

Changing pointer - passed by value:
12345
12345
Changing pointer - passed by reference:
12345
12345 ABCDE
Passing by return value:
12345 ABCDE

CA1021:避免使用 out 参数