しぶてぃーぶろぐ

C#の参照型の値渡しに気をつけろ

背景

C++のコードをC#にしたら想定外の挙動になった

C++のコード

#include <iostream>
#include <vector>
#define rep(i, n) for (int i = 0; i < (n); ++i)
using namespace std;
using ll = long long;
using p = pair<int, int>;

void foo(vector<int> A)
{
    if (A.size() == 10)
    {
        return;
    }

    A.push_back(1);
    foo(A);

    // print
    rep(i, A.size())
    {
        cout << A[i];
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    foo(vector<int>(1, 1));
}

出力結果

C#のコード

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Program obj = new Program();
        obj.Foo(new List<int> { 1 });
    }

    void Foo(List<int> A)
    {
        if (A.Count == 10)
        {
            return;
        }

        A.Add(1);
        this.Foo(A);

        // print
        foreach (var e in A)
        {
            Console.Write(e);
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

出力結果

！？

Aの値が更新されてしまっている

改善する

どうやらListは参照型らしい
refをつけなければ値渡しになる
つまり参照型の値渡しなのでオブジェクトを渡すときと同じ挙動になる
したがって、渡された値まるごと置き換えた場合は値がコピーされるが(値渡し)、中身の一部を変えた場合(配列に要素追加するなど)は呼び出し元も変更されてしまう(共通のレジスタを参照)
ということで渡された値まるごと置き換えて値渡しにしてあげればよい

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Program obj = new Program();
        obj.Foo(new List<int> { 1 });
    }

    void Foo(List<int> A)
    {
        var B = new List<int>(A);
        if (B.Count == 10)
        {
            return;
        }

        B.Add(1);
        this.Foo(B);

        // print
        foreach (var e in A)
        {
            Console.Write(e);
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

出力結果

まとめ

C#

Listは参照型
引数に渡すときはrefを付けない限り値渡しで渡される
参照型の値渡しはオブジェクトを渡すときと同じ挙動になる

C++

vectorは値型
&を付けない限り値渡しで渡される