为何调用带ref的Subscribe后，外层字典中的内层字典仍为null？

问题代码 #

var mammalIdSubscribers = new Dictionary<int, Dictionary<Guid, int>>();
        
var mammalId = 0;
if (!mammalIdSubscribers.TryGetValue(mammalId, out var mammalSubscribers))
    mammalIdSubscribers[mammalId] = mammalSubscribers; // 将null引用存入外层字典
        
Subscribe(ref mammalSubscribers);

/* 
调用Subscribe后mammalIdSubscribers[mammalId]仍为null，
但mammalSubscribers变量本身不为null，原因是什么？
*/
        
static void Subscribe(ref Dictionary<Guid, int> subscribers)
{
    subscribers = new Dictionary<Guid, int> { { Guid.NewGuid(), 10 } };
}

核心原因 #

这是因为外层字典存储的是变量当时的引用值，而非变量本身的引用，具体执行流程拆解：

1. TryGetValue未找到对应键，mammalSubscribers被初始化为null，此时你把这个null值存入了外层字典mammalIdSubscribers，字典中键0对应的value是null。
2. 调用Subscribe(ref mammalSubscribers)时，ref传递的是mammalSubscribers这个变量本身的引用，方法内给它赋值了一个新的Dictionary实例——这只会改变mammalSubscribers变量指向的对象，但外层字典里存储的还是之前的null引用，两者已经没有关联了。

简单说：字典存的是“当时的null”，之后变量指向新对象，不会回溯修改字典里已经存的旧引用。

解决方法 #

方法1：先创建实例，再存入字典

调整顺序，先通过Subscribe创建实例，再把有效的引用存入字典：

var mammalIdSubscribers = new Dictionary<int, Dictionary<Guid, int>>();
        
var mammalId = 0;
if (!mammalIdSubscribers.TryGetValue(mammalId, out var mammalSubscribers))
{
    Subscribe(ref mammalSubscribers);
    mammalIdSubscribers[mammalId] = mammalSubscribers; // 存入新创建的实例引用
}
        
Console.WriteLine(mammalIdSubscribers[mammalId].First().Value); // 正常输出10
        
static void Subscribe(ref Dictionary<Guid, int> subscribers)
{
    subscribers = new Dictionary<Guid, int> { { Guid.NewGuid(), 10 } };
}

方法2：修改现有实例而非创建新实例

如果不需要创建新实例，而是直接初始化并修改现有字典，可以去掉ref，直接操作实例：

var mammalIdSubscribers = new Dictionary<int, Dictionary<Guid, int>>();
        
var mammalId = 0;
if (!mammalIdSubscribers.TryGetValue(mammalId, out var mammalSubscribers))
{
    mammalSubscribers = new Dictionary<Guid, int>();
    mammalIdSubscribers[mammalId] = mammalSubscribers;
}
Subscribe(mammalSubscribers); // 无需ref
        
Console.WriteLine(mammalIdSubscribers[mammalId].First().Value); // 正常输出10
        
static void Subscribe(Dictionary<Guid, int> subscribers)
{
    subscribers.Add(Guid.NewGuid(), 10); // 修改现有实例内容
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tea