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建议14:正确实现浅拷贝和深拷贝

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;}

#region ICloneable成员

public object Clone()

{

return this.MemberwiseClone();

}

#endregion

}

class Department

{

public string Name{get;set;}

public override string ToString()

{

return this.Name;

}

}


调用方代码如下所示:


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("开始改变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);


输出为:


NB123

30

Dep1

开始改变mike的值:

NB123

30

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。Employee深拷贝的一个简单实现代码如下所示:


class Employee:ICloneable

{

public string IDCode{get;set;}

public int Age{get;set;}

public Department Department{get;set;}

#region ICloneable成员

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

}


使用浅拷贝中的调用者代码,输出为:


NB123

30

Dep1

开始改变mike的值:

NB123

30

Dep1


可以发现,再次更改mike的值已经不会影响副本rose的值了。

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;}

#region ICloneable成员

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;

}

} quDiOE6dDOSQjBzKOymUM/R+D10OeOyNtzARHGuKyxnz1A7xwCw6jPliVvpZLAPk


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