C#类型基础----对象复制

C#类型基础----对象复制

 

前言

有的时候,创建一个对象可能会非常耗时,比如对象需要从远程数据库中获取数据来填充,又或者创建对象需要读取磁盘文件.此时,如果已经有了一个对象,再创建新对象时,可能会采用复制现有对象的方法,而不是重新建一个新的对象.本次内容,咱们就一起探讨一下关于对象的复制.

 

正文

 

浅度复制

浅度复制和深度复制是以如何复制对象的成员来区分的.对象的成员有可能是值类型,有可能是引用类型.当对对象进行一个浅度复制的时候,对于值类型成员,会赋值其本身(值类型变量本身包含了所有数据,复制时进行按位复制);对于引用类型成员(注意它实际上只是一个对象引用,指向了堆上的对象实例),仅仅复制引用,而不是在堆上重新创建对象.因此,浅度复制结果就是:新对象的引用成员和复制对象的引用成员指向了同一个对象.

 

继续上面的例子,如果想要进行复制的对象(RefLine)是这样定义的,(为了避免翻看前面的代码,这里把代码再贴过来):

    public class RefPoint
    {
        public int x;
        public RefPoint(int x)
        {
            this.x = x;
        }
 
    }
 
    public struct ValPoint
    {
        public int x;
        public ValPoint(int x)
        {
            this.x = x;
        }
    }
    public class RefLine
    {
        public RefPoint rPoint;
        public ValPoint vPoint;
        public RefLine(RefPoint rPoint, ValPoint vPoint)
        {
            this.rPoint = rPoint;
            this.vPoint = vPoint;
        }
}
 

先创建一个想要复制的对象

            RefPoint rPoint = new RefPoint(1);
            ValPoint vPoint = new ValPoint(1);
            RefLine line = new RefLine(rPoint, vPoint);

该对象的实例效果如下所示:

 

 

 

那么当对此对象进行复制时,就会向下图这样(newLine是指向新复制的对象的指针,在代码中体现为一个引用类型的变量).

 

 

按照这个定义,在会议上面讲到的内容,可以推出一个结论:当复制一个结构类型成员的时候,直接创建一个新的结构类型变量,然后对它赋值,就相当于进行了一个浅度复制,也可以认为结构类型隐式地实现了浅度复制.如果将上面的RefLine定义为一个结构(Struct),结构类型为ValLine,而不是一个类,那么对它进行浅度复制就可以这样:

ValLine newLine=line;

如下图所示:

 

 

现在差不多应该能清楚啥叫浅度复制了吧,知道了如何对结构进行浅度复制.那么如何对一个引用类型实现浅度复制呢?在.NET Framework中,有一个ICloneable接口,我们可以实现这个接口来进行浅度复制.这个接口只要求实现一个Clone(),它返回当前对象的副本.我们并不需要自己实现这个方法,在System.Object基类中,有一个保护的MemberwiseClone()方法,它便用于进行浅度复制.所以,对于引用类型,要想实现浅度复制,只需要调用这个方法就可以了:

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

深度复制

其实到现在大概可能已经想到啥叫深度复制了,深度复制就是将引用成员指向的对象也进行复制.实际的过程是创建新的引用成员指向的对象,然后复制对象中所包含的数据.

深度复制可能会变得非常复杂,因为引用成员指向的对象可能包含另一个引用类型成员,最简单的例子就是一个线性链表.

如果一个对象的成员包含了对于线性链表结构的一个引用,浅度复制只复制了对头节点的引用,深度复制则会复制链表本身,并复制每个节点上的数据.

 

总结

 

浅拷贝就是成员数据之间的一一赋值：把值一一赋给要拷贝的值。但是可能会有这样的情况：对象还包含资源，这里的资源可以值堆资源，或者一个文件...当值拷贝的时候，两个对象就有用共同的资源，同时对资源可以访问，这样就会出问题。深拷贝就是用来解决这样的问题的，它把资源也赋值一次，使对象拥有不同的资源，但资源的内容是一样的。对于堆资源来说，就是在开辟一片堆内存，把原来的内容拷贝。

如果你拷贝的对象中引用了某个外部的内容（比如分配在堆上的数据），那么在拷贝这个对象的时候，让新旧两个对象指向同一个外部的内容，就是浅拷贝；如果在拷贝这个对象的时候为新对象制作了外部对象的独立拷贝，就是深拷贝

引用和指针的语义是相似的，引用是不可改变的指针，指针是可以改变的引用。其实都是实现了引用语义。

深拷贝和浅拷贝的区别是在对象状态中包含其它对象的引用的时候，当拷贝一个对象时，如果需要拷贝这个对象引用的对象，则是深拷贝，否则是浅拷贝。