編寫高質量代碼改善C#程序的157個建議——建議14：正確實現淺拷貝和深拷貝

2019-11-14 14:10:24

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

建議14：正確實現淺拷貝和深拷貝

為對象創建副本的技術稱為拷貝（也叫克隆）。我們將拷貝分為淺拷貝和深拷貝。

淺拷貝　將對象中的所有字段復制到新的對象（副本）中。其中，值類型字段的值被復制到副本中后，在副本中的修改不會影響到源對象對應的值。而引用類型的字段被復制到副本中的是引用類型的引用，而不是引用的對象，在副本中對引用類型的字段值做修改會影響到源對象本身。
深拷貝　同樣，將對象中的所有字段復制到新的對象中。不過，無論是對象的值類型字段，還是引用類型字段，都會被重新創建并賦值，對于副本的修改，不會影響到源對象本身。

無論是淺拷貝還是深拷貝，微軟都建議用類型繼承ICloneable接口的方式明確告訴調用者：該類型可以被拷貝。當然，ICloneable接口只提供了一個聲明為Clone的方法，我們可以根據需求在Clone方法內實現淺拷貝或深拷貝。一個簡單的淺拷貝的實現代碼如下所示：

    class Employee : ICloneable      {          public string IDCode { get; set; }          public int Age { get; set; }          public Department Department { get; set; }               #region ICloneable 成員               public object Clone()          {              return this.MemberwiseClone();          }               #endregion      }           class Department      {          public string Name { get; set; }          public override string ToString()          {              return this.Name;          }      }

調用方代碼如下所示：

    Employee mike = new Employee() { IDCode = "NB123", Age = 30, Department = new Department() { Name = "Dep1" } };      Employee rose = mike.Clone() as Employee;      Console.WriteLine(rose.IDCode);      Console.WriteLine(rose.Age);      Console.WriteLine(rose.Department);      Console.WriteLine("開始改變mike的值：");      mike.IDCode = "NB456";      mike.Age = 60;      mike.Department.Name = "Dep2";      Console.WriteLine(rose.IDCode);      Console.WriteLine(rose.Age);      Console.WriteLine(rose.Department);

輸出為：

NB123  30  Dep1 開始改變mike的值：NB123  30  Dep2

注意到Employee的IDCode屬性是string類型。理論上string類型是引用類型，但是由于該引用類型的特殊性（無論是實現還是語義），Object.MemberwiseClone方法仍舊為其創建了副本。也就是說，在淺拷貝過程，我們應該將字符串看成是值類型。 Employee的Department屬性是一個引用類型，所以，如果改變了源對象mike中的值，副本rose中的值也會隨之一起變動。 Employee的深拷貝有多種實現方法，最簡單的方法是手動對字段逐個進行賦值。但這種方法容易出錯，也就是說，如果類型的字段發生變化或有增減，那么該拷貝方法也要發生相應的變化，所以，建議使用序列化的形式來進行深拷貝。Employee深拷貝的一個簡單實現代碼如下所示：

    class Employee : ICloneable      {          public string IDCode { get; set; }          public int Age { get; set; }          public Department Department { get; set; }               #region ICloneable 成員               public object Clone()          {              using (Stream objectStream = new MemoryStream())              {                  IFormatter formatter = new BinaryFormatter();                  formatter.Serialize(objectStream, this);                  objectStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);                  return formatter.Deserialize(objectStream) as Employee;              }          }          #endregion      }

使用淺拷貝中的調用者代碼，輸出為：

NB123  30  Dep1 開始改變mike的值：NB123  30  Dep1

可以發現，再次更改mike的值已經不會影響副本rose的值了。由于接口ICloneable只有一個模棱兩可的Clone方法，所以，如果要在一個類中同時實現深拷貝和淺拷貝，只能由我們自己實現兩個額外的方法，聲明為DeepClone和Shallow。Employee的最終版本看起來應該像如下的形式：

    [Serializable]      class Employee : ICloneable      {          public string IDCode { get; set; }          public int Age { get; set; }          public Department Department { get; set; }               #region ICloneable 成員               public object Clone()          {              return this.MemberwiseClone();          }               #endregion               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;          }      }