Ref Returns no C# 7

Continuando com a série de artigos sobre novidades do C# 7, hoje conheceremos o Ref Returns.

Passagem por valor e por referência

Desde de o seu início, o C# possui duas formas de passagem de variáveis para um método, por valor e por referência.

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Passagem por valor significa que apenas o valor da variável será passado para o método. Caso este valor seja alterado dentro do método, isso não irá refletir na variável passada:

static void Main(string[] args)
{
    int i = 10;
    PassagemPorValor(i);
    Console.WriteLine($"Após chamar o método, {nameof(i)} = {i}");
}

static void PassagemPorValor(int j)
{
    j = 20;
}

Já na passagem por referência, é passada a referência da variável para o método. Ou seja, é passado o endereço da memória, assim, dentro desse contexto, caso ela seja alterada, isso será refletido na variável passada:

static void Main(string[] args)
{
    int i = 10;
    PassagemPorValor(ref i);
    Console.WriteLine($"Após chamar o método, {nameof(i)} = {i}");
}

static void PassagemPorValor(ref int j)
{
    j = 20;
}

Você provavelmente já conhece essas duas formas de passagem de variáveis, pois isso é abordado (ou deveria ser) em todo curso básico da linguagem.

É necessário revisar este ponto, pois uma coisa precisa ficar bem clara: quando o ref é utilizado, trabalha-se com a referência da variável, o seu espaço de memória. Podemos até dizer que ref funciona como os ponteiros de C/C++ (para quem conhece).

Ref Local

Antes de vermos a parte principal deste artigo, é bom mencionar que agora no C# 7, o ref pode ser utilizado na declaração de uma variável:

int i = 1;
ref int j = ref i;
j = 2;

Console.WriteLine($"A variável {nameof(i)} foi alterada para: {i}");

Assim como na passagem por referência, a variável j está recebendo o endereço de memória de i. Dessa forma, quando o valor de j for alterado, o valor de i também será.

Ref Return

O último recurso que o C# 7 adicionou ao ref foi a possibilidade de retornar a referência de uma variável.

Vamos a um exemplo para ficar mais claro:

public class Exemplo
{
    private int variavel = 0;

    public int ObterValor() => variavel;

    public ref int ObterReferencia()
    {
        return ref variavel;
    }
}

Note que dentro do método ObterReferencia o método está retornando à referência da variável:

return ref variavel;

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Assim, quem chamar este método para utilizar uma variável Ref Local para armazenar a referência retornada e modificar o valor da variável:

var exemplo = new Exemplo();

ref int referencia = exemplo.ObterReferencia();
referencia++;

Console.WriteLine(exemplo.ObterValor());

Como as variáveis locais são removidas da memória quando o método é finalizado, não é possível aplicar o ref return em uma variável local:

public ref int RetornarPorReferencia()
{
    int x = 10;
    return ref x;
}

Mas, objetos que são armazenados na memória heap, como um array, podem ter suas referências retornadas, mesmo que eles sejam declarados dentro do método:

public ref int RetornarPorReferencia()
{
    int[] arr = { 1, 2, 3, 4 };
    return ref arr[0];
}

O código acima também poderia ser da seguinte forma:

public ref int RetornarPorReferencia()
{
    int[] arr = { 1, 2, 3, 4 };
    ref int x = ref arr[0];
    return ref x;
}

Que o resultado seria o mesmo.

Por fim, um parâmetro passado por referência, pode ser retornado por referência:

public ref int RetornarPorReferencia(ref int x)
{
    x = 2;
    return ref x;
}

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Conclusão

Apesar de ser antigo na linguagem, o modificador ref estava sendo subutilizado. Com os recursos ref local e ref return, ele ganha mais poder, permitindo que os programadores tenham acesso a memória, sem que isso torne a aplicação menos segura.

Mesmo sendo recursos úteis, há de se reconhecer que ref local e ref return são limitados a situações especificas. Então, caso você tenha um problema que se enquadre no seu uso, claro, não hesite em utilizá-lo.