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浅析C#深拷贝与浅拷贝

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请
1.深拷贝与浅拷贝
  拷贝即是通常所说的复制(Copy)或克隆(Clone),对象的拷贝也就是从现有对象复制一个“一模一样”的新对象出来。虽然都是复制对象,但是不同的复制方法,复制出来的新对象却并非完全一模一样,对象内部存在着一些差异。通常的拷贝方法有两种,即深拷贝和浅拷贝,那二者之间有何区别呢?MSDN里对IClone接口的Clone方法有这样的说明:在深层副本中,所有的对象都是重复的;而在浅表副本中,只有顶级对象是重复的,并且顶级以下的对象包含引用。可以看出,深拷贝和浅拷贝之间的区别在于是否复制了子对象。这如何理解呢?下面我通过带有子对象的代码来验证二者的区别。
首先定义两个类型:Student和ClassRoom,其中Student类型里包含ClassRoom,并使这两个类型都分别实现自定义的深拷贝接口(IDeepCopy)和浅拷贝接口(IShallowCopy)。
类图如下:

定义代码如下:
定义代码
/// <summary>
/// 深拷贝接口
/// </summary>
interface IDeepCopy
{
object DeepCopy();
}

/// <summary>
/// 浅拷贝接口
/// </summary>
interface IShallowCopy
{
object ShallowCopy();
}

/// <summary>
/// 教室信息
/// </summary>
class ClassRoom : IDeepCopy, IShallowCopy
{
public int RoomID = 1;
public string RoomName = "Room1";

public override string ToString()
{
return "RoomID=" + RoomID + "/tRoomName=" + RoomName;
}
public object DeepCopy()
{
ClassRoom r
= new ClassRoom();
r.RoomID
= this.RoomID;
r.RoomName
= this.RoomName;
return r;
}
public object ShallowCopy()
{
//直接使用内置的浅拷贝方法返回
return this.MemberwiseClone();
}
}

class Student : IDeepCopy, IShallowCopy
{
//为了简化,使用public 字段
public string Name;
public int Age;
//自定义类型,假设每个Student只拥有一个ClassRoom
public ClassRoom Room = new ClassRoom();

public Student()
{
}
public Student(string name, int age)
{
this.Name = name;
this.Age = age;
}
public object DeepCopy()
{
Student s
= new Student();
s.Name
= this.Name;
s.Age
= this.Age;
s.Room
= (ClassRoom)this.Room.DeepCopy();
return s;
}
public object ShallowCopy()
{
return this.MemberwiseClone();
}

public override string ToString()
{
return "Name:" + Name + "/tAge:" + Age + "/t" + Room.ToString();
}

}

 

测试代码:

 

测试代码
Student s1 = new Student("Vivi", 28);
Console.WriteLine(
"s1=[" + s1 + "]");
Student s2
= (Student)s1.ShallowCopy();
//Student s2 = (Student)s1.DeepCopy();
Console.WriteLine("s2=[" + s2 + "]"); //此处s2和s1内容相同
Console.WriteLine("-----------------------------");
//修改s2的内容
s2.Name = "tianyue";
s2.Age
= 25;
s2.Room.RoomID
= 2;
s2.Room.RoomName
= "Room2";
Console.WriteLine(
"s1=[" + s1 + "]");
Console.WriteLine(
"s2=[" + s2 + "]"); //再次打印两个对象以比较
Console.ReadLine();

 

 

运行结果:
a.ShallowCopy
s1=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=1        RoomName=Room1]
s2=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=1        RoomName=Room1]
-------------------------------------------------------------
s1=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=2        RoomName=Room2]
s2=[Name:tianyue        Age:25  RoomID=2        RoomName=Room2]

b.DeepCopy
s1=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=1        RoomName=Room1]
s2=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=1        RoomName=Room1]
-----------------------------
s1=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=1        RoomName=Room1]
s2=[Name:tianyue        Age:25  RoomID=2        RoomName=Room2]
从以上结果可以看出,深拷贝时两个对象是完全“分离”的,改变其中一个,不会影响到另一个对象;浅拷贝时两个对象并未完全“分离”,改变顶级对象的内容,不会对另一个对象产生影响,但改变子对象的内容,则两个对象同时被改变。这种差异的产生,即是取决于拷贝子对象时复制内存还是复制指针。深拷贝为子对象重新分配了一段内存空间,并复制其中的内容;浅拷贝仅仅将指针指向原来的子对象。
示意图如下:
2.浅拷贝与赋值操作
大多数面向对象语言中的赋值操作都是传递引用,即改变对象的指针地址,而并没有复制内存,也没有做任何复制操作。由此可知,浅拷贝与赋值操作的区别是顶级对象的复制与否。当然,也有一些例外情况,比如类型定义中重载赋值操作符(assignment operator),或者某些类型约定按值传递,就像C#中的结构体和枚举类型。
赋值操作示意图如下:
 
 
基于.NET的反射机制,以前写了一个通用的序列化方法,现在可以拿过来,先序列化,然后再反序列化回来,也即是一个深拷贝,示例代码如下:
深拷贝示例代码
#region ICloneable Members

/// <summary>
/// 此处的复制为深拷贝,在实现上,为了简化,采用序列化和反序列化。
/// </summary>
/// <returns>深拷贝对象</returns>
public object Clone()
{
Student stu
= new Student();
XmlStorageHelper helper
= new XmlStorageHelper();
string strXml = helper.ConvertToString(this);
helper.LoadFromString(stu, strXml);
//从XML字符串来赋值

return stu;
}

#endregion

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