C#中字符串作为引用类型为何未按预期修改？

我写了两组代码，第一组是数组相关的：

string[] arr1 = {"foo","bar","bazz"};
string[] arr2 = arr1;

public void changeArr(ref string[] a){
    a[0] = "moo";
}

changeArr(ref arr2);

这段代码运行符合预期，但对字符串执行类似操作时：

string str1 = "foo";
string str2 = str1;

public static void changeStr(ref string a){
    a = "bar";
}

changeStr(ref str2);

只有str2被修改。我知道字符串是引用类型，str1和str2应该指向同一内存地址，按道理changeStr()也应该修改str1才对。

我尝试移除ref关键字（因为字符串已是引用类型），但此时连str2都没被修改；尝试把ref str1赋值给str2时还报错。

核心原因解析 #

1. 数组操作的本质 #

数组是引用类型，arr1和arr2指向同一个数组对象。changeArr方法里的a[0] = "moo"是修改数组对象内部的元素，不是给变量a重新赋值。所以所有指向该数组的变量都会看到元素变化，结果符合预期。

2. 字符串的特殊点：不可变性 + ref的作用 #

• 字符串不可变：字符串对象一旦创建就无法修改内容，a = "bar"不是修改原"foo"的内容，而是让变量a指向了一个全新的"bar"字符串对象。
• ref关键字的作用：用ref传递str2时，方法操作的是str2这个变量本身。修改a的指向，只会改变str2的指向，str1仍然指向原来的"foo"，所以只有str2被修改。
• 移除ref后的情况：去掉ref时，方法里的a是str2的引用副本——它和str2指向同一个字符串，但当你执行a = "bar"时，只是修改了这个副本的指向，原变量str2的指向不会受到影响，所以str2也没变化。

3. 如何实现同时修改str1和str2？ #

不能直接通过独立的字符串变量实现，因为它们是两个独立的引用变量。可以把字符串包装到自定义类中，比如：

public class StringWrapper {
    public string Value { get; set; }
}

// 使用示例
StringWrapper wrap1 = new StringWrapper { Value = "foo" };
StringWrapper wrap2 = wrap1;

public static void changeWrap(StringWrapper w){
    w.Value = "bar";
}

changeWrap(wrap2);

此时wrap1.Value和wrap2.Value都会变成"bar"，因为它们指向同一个StringWrapper对象，修改的是对象内部的属性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Data