正确实现浅拷贝和深拷贝

Posted 2020-06-26 toyoung

　　为对象创建副本的技术称为拷贝(也叫克隆)。我们将拷贝分为浅拷贝和深拷贝。

　　浅拷贝：将对象中的所有字段复制到新的对象(副本)中。其中，值类型字段的值被复制到副本中后，在副本中的修改不会影响到源对象对应的值。而引用类型的字段被复制到副本中的是引用类型的引用，而不是引用的对象，在副本中对引用类型的字段值做修改会影响到源对象本身。

　　深拷贝：同样，将对象中的所有字段复制到新的对象中。不过，无论是对象的值类型字段，还是引用类型字段，都会被重新创建并赋值，对于副本的修改，不会影响到源对象本身。

　　无论是浅拷贝还是深拷贝，微软都建议用类型继承ICloneable接口的方式明确告诉调用者：该类型可以被拷贝。当然，ICloneable接口只提供了一个声明为Clone的方法，我们可以根据需求在Clone方法内实现浅拷贝或深拷贝。一个简单的浅拷贝的实现代码如下所示：

class Employee : ICloneable
{
    public string IDCode { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public Department Department { get; set; }

    public object Clone()
    {
        return this.MemberwiseClone();
    }
}

class Department
{
    public string Name { get; set; }
    public override string ToString()
    {
        return this.Name;
    }
}

//调用
Employee mike = new Employee
{
    IDCode = "NB123",
    Age = 18,
    Department = new Department
    {
        Name = "Dep1"
    }
};

Employee rose = mike.Clone() as Employee;
Console.WriteLine(mike.IDCode);
Console.WriteLine(mike.Age);
Console.WriteLine(mike.Department);

Console.WriteLine("改变mike的值");

mike.IDCode = "NB456";
mike.Age = 24;
mike.Department.Name = "Dep2";

Console.WriteLine(rose.IDCode);
Console.WriteLine(rose.Age);
Console.WriteLine(rose.Department);

　　输出为：

　　　　NB123

　　　　18

　　　　Dep1

　　　　改变mike的值

　　　　NB123

　　　　18

　　　　Dep2

　　注意到Employee的IDCode属性是string类型。理论上string类型是引用类型，但是由于该引用类型的特殊性(无论是实现还是语义)，Object.MemberwiseClone方法仍旧为其创建了副本。也就是说，在浅拷贝过程，我们应该将字符串看成是值类型。

　　Employee的Department属性是一个引用类型，所以，如果改变了源对象mike中的值，副本rose中的值也会随之一起变动。

　　Employee的深拷贝有多种实现方法，最简单的方法是手动对字段逐个进行赋值。但这种方法容易出错，也就是说，如果类型的字段发生变化或有增减，那么该拷贝方法也要发生相应的变化，所以，建议使用序列化的形式来进行深拷贝。

　　由于接口ICloneable只有一个模棱两可的Clone方法，所以如果要在一个类中同时实现深拷贝和浅拷贝，只能由我们自己实现两个额外的方法，声明为DeepClone和Shallow。Employee的最终版本看起来应该像如下的形式：

[Serializable]
class Employee : ICloneable
{
    public string IDCode { get; set; }
    public int Age { get; set; }
    public Department Department { get; set; }

    public object Clone()
    {
        return this.MemberwiseClone();
    }

    public Employee DeepClone()
    {
        using (Stream objectStream = new MemoryStream())
        {
            IFormatter formatter = new BinaryFormatter();
            formatter.Serialize(objectStream, this);
            objectStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
            return formatter.Deserialize(objectStream) as Employee;
        }
    }

    public Employee ShallowClone()
    {
        return Clone() as Employee;
    }
}

　　需要注意在Department类中加上可序列化标签；

 

以上内容引用自《编写高质量代码 改善C#程序的157个建议》