深度复制

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c#浅度复制和深度复制
2009-08-18 16:18

简单来讲就是

[转载http://blog.sina.com.cn/s/blog_4f84cd9c01008tbn.html]

利用受保护的方法System.Object.MemberwiseClone()可以进行浅度复制,也就是说对于含有引用类型字段的对象来说,进行浅度复制意味着复制的对象和源对象存在这相同的引用。如果源对象的引用变量的值发生改变,那么被复制的对象的成员值也会发生变化。这是我们不希望看到的结果,所以我们有必要对对象进行深度复制。可以通过ICloneable接口的Clone方法实现,它通过创建新对象的方法进行深度复制。在比较复杂的对象系统调用Clone()是一个递归的过程。这次复制的对象和源对象是独立的。

具体来讲【转载http://www.cnblogs.com/liaofang/articles/1288761.html

申明:本文转载自Bear-Study-Hard

从一个变量到另一个变量按值复制对象,而不是按引用复制对象(即以与结构相同的方式复制)可能非常复杂。因为一个对象可能包含许多对象的引用,例如字段、成员等,这将涉及许多烦人的处理操作。把每个成员从一个对象复制到另一个对象中可能不会成功,因为其中一些成员可能是引用类型。

按照成员复制简单的对象可以通过派生于System.Object的MemberwiseClone()方法来完成,这是一个受保护的方法,但很容易在对象上定义一个该方法的公共方法。这个方法提供的复制功能称为阴影复制,因为它没有考虑引用类型成员。因此,新对象中的引用成员就会指向与源对象中相同成员的对象,在许多情况下这并不理想。如果要创建成员的新实例,此时应复制值,而不复制引用,就需要使用深度复制。

我们看下面一个例子,其中有一个值类型的域:

    public class Cloner
    {
        public int Val;
        public Cloner(int newVal)
        {
            Val = newVal;
        }

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

我们用下面这段代码进行测试:

            Cloner mySource = new Cloner(5);
            Cloner myTarget = (Cloner)mySource.GetCopy();
            Console.WriteLine("mySource.Val = {0}",mySource.Val);
            Console.WriteLine("myTarget.Val = {0}",myTarget.Val);
            mySource.Val = 2;
            Console.WriteLine("mySource.Val = {0}",mySource.Val);
            Console.WriteLine("myTarget.Val = {0}",myTarget.Val);

得出如下结果:


    我们发现,这种简单的值类型域的复制,即使改变源对象的值也不会影响复制对象的值。也就是说我们创建了一个新的对象实例。

再来看一段修改的代码,使用引用类型的域作试验:

    public class Content
    {
        public int Val;
    }

    public class Cloner
    {
        public Content MyContent = new Content();
        public Cloner(int newVal)
        {
            MyContent.Val = newVal;
        }

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

这时,我们通过GetCopy()得到的阴影复制有一个域,它引用的对象与源对象相同。使用下面这段代码进行测试:

            Cloner mySource = new Cloner(5);
            Cloner myTarget = (Cloner)mySource.GetCopy();
            Console.WriteLine("mySource.MyContent.Val = {0}",mySource.MyContent.Val);
            Console.WriteLine("myTarget.MyContent.Val = {0}",myTarget.MyContent.Val);
            mySource.MyContent.Val = 2;
            Console.WriteLine("mySource.MyContent.Val = {0}",mySource.MyContent.Val);
            Console.WriteLine("myTarget.MyContent.Val = {0}",myTarget.MyContent.Val);

则得到不同的执行结果:


    发现,当改变源对象mySource.MyContent.Val的引用类型域的值后通过阴影复制得到的对象myTarget的引用类型域的值同时发生了改变。这是因为mySource.MyContent引用了与myTarget.MyContent相同的对象实例。

为了说明这个过程,需要执行深度复制。修改上面的GetCopy()方法就可以进行深度复制,但最好使用.NET Framework的标准方式。为此,执行ICloneable接口,该接口有一个方法Clone(),这个方法不带参数,返回一个对象类型,其签名和上面使用的GetCopy()方法相同。

我们使用这个接口看相应的阴影复制:

    public class Content
    {
        public int Val;
    }

    public class Cloner : ICloneable
    {
        public Content MyContent = new Content();
        public Cloner(int newVal)
        {
            MyContent.Val = newVal;
        }

        #region ICloneable 成员

        public object Clone()
        {
            Cloner clonedCloner = new Cloner(MyContent.Val);
            return clonedCloner;
        }

        #endregion
    }

测试代码为:

            Cloner mySource = new Cloner(5);
            Cloner myTarget = (Cloner)mySource.Clone();
            Console.WriteLine("mySource.MyContent.Val = {0}",mySource.MyContent.Val);
            Console.WriteLine("myTarget.MyContent.Val = {0}",myTarget.MyContent.Val);
            mySource.MyContent.Val = 2;
            Console.WriteLine("mySource.MyContent.Val = {0}",mySource.MyContent.Val);
            Console.WriteLine("myTarget.MyContent.Val = {0}",myTarget.MyContent.Val);

得到如下结果:


    这里使用的是包含在源Cloner对象(MyContent)中的Content对象的Val字段去创建一个新的Cloner对象。这个域是一个值类型所以不需要进行深度复制。

通过ICloneable.Clone方法支持除MemberwiseClone所提供的克隆之外的克隆。

浅表副本(阴影复制)创建与原始对象具有相同类型的新实例,然后复制原始对象的非静态字段。如果字段是值类型的,则对该字段执行逐位复制。如果字段是引用类型,则复制该引用但不复制被引用的对象;这样,原始对象中的引用和复本中的引用指向同一个对象。相反,对象的深层副本(深度复制)复制对象中字段直接或间接引用的全部内容。

例如,如果 X 是一个具有对对象 A 和对象 B 的引用的 Object,并且对象 A 还具有对对象 M 的引用,则 X 的浅表副本是对象 Y,而 Y 同样具有对对象 A 和对象 B 的引用。


    相反,X 的深层副本是对象 Y,而对象 Y 具有对对象 C 和对象 D 的直接引用以及对对象 N 的间接引用,其中 C 是 A 的副本,D 是 B 的副本,而 N 是 M 的副本。

最后我们再举一个例子,请大家看如下代码:

        [STAThread]
        static void Main(string[] args)
        {
            // Creates an instance of MyDerivedClass and assign values to its fields.
            MyDerivedClass m1 = new MyDerivedClass();
            m1.age = 42;
            m1.name = "Sam";
            Console.WriteLine("MyBaseClass.CompanyName = {0}",MyBaseClass.CompanyName);
            Console.WriteLine("m1.age = {0}",m1.age);
            Console.WriteLine("m1.name = {0}",m1.name);

            // Performs a shallow copy of m1 and assign it to m2.
            MyDerivedClass m2 = (MyDerivedClass) m1.MemberwiseClone();
            Console.WriteLine("MyBaseClass.CompanyName = {0}",MyBaseClass.CompanyName);
            Console.WriteLine("m2.age = {0}",m2.age);
            Console.WriteLine("m2.name = {0}",m2.name);

            m1.age = 21;
            m1.name = "Dick";
            Console.WriteLine("MyBaseClass.CompanyName = {0}",MyBaseClass.CompanyName);
            Console.WriteLine("m1.age = {0}",m1.age);
            Console.WriteLine("m1.name = {0}",m1.name);
            Console.WriteLine("MyBaseClass.CompanyName = {0}",MyBaseClass.CompanyName);
            Console.WriteLine("m2.age = {0}",m2.age);
            Console.WriteLine("m2.name = {0}",m2.name);
        }
    }

    class MyBaseClass
    {
        public static string CompanyName = "My Company";
        public int age;
        public string name;
    }

下面这个方法和其中的MyBaseClass是等效的:

    class MyBaseClass : ICloneable
    {
        public static string CompanyName = "My Company";
        public int age;
        public string name;

        #region ICloneable 成员

        public object Clone()
        {
            MyDerivedClass myDerivedClass = new MyDerivedClass();
            myDerivedClass.age = age;
            myDerivedClass.name = name;
            return myDerivedClass;
        }

        #endregion
    }

只不过在调用的时候写成这样: MyDerivedClass m2 = (MyDerivedClass) m1. Clone();

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