如何在C#中做deep copy？

介绍

System.Object是所有类，结构，枚举和委托的基类。我们可以说它是类型层次结构的根。System.Object有一个称为MemberwiseClone的方法，该方法有助于创建当前对象实例的克隆副本。
 
问题陈述

System.Object的MemberwiseClone方法创建一个新对象的浅表副本，并将当前对象实例的非静态字段复制到一个新对象。复制对象是按属性逐个执行的，如果属性是值类型，则它会一点一点地复制数据，如果属性是引用类型，则它将复制原始对象的引用。这意味着MemberwiseClone方法不会创建该对象的深层副本。
 
解

有多种方法可以实现深层复制类对象。在这里用示例描述了其中两个。

1. 使用序列化反序列化对象实现深度克隆
2. 使用反射实现深度克隆

1.使用序列化反序列化对象实现深度克隆

ICloneable接口使我们能够提供定制的实现，以使用“Clone”方法创建现有对象的副本。通常，“ Object.MemberwiseClone”方法可帮助我们创建现有对象的副本，但会创建该对象的浅表副本。
 
序列化是将对象状态存储到字节流中的过程。反序列化是从字节流转换为原始对象的过程。在.NET中，有许多执行序列化和反序列化的方法，例如二进制序列化，XML序列化，数据协定序列化等。
 
使用序列化和反序列化，我们可以创建任何对象的深层副本。请注意，要执行序列化和反序列化，所有类型都必须标记为“可序列化”。
 
例

假设有一个Employee类，它包含Department类类型作为属性。现在，使用ICloneable接口实现了Employee类，并且实现了ICloneable接口的“Clone”方法。使用二进制格式化程序，我只是序列化了当前对象并将其反序列化为一个新对象。

[Serializable]
public class Department
{

    public int DepartmentId { get; set; }

    public string DepartmentName { get; set; }

}

[Serializable]
public class Employee : ICloneable
{

    public int EmployeeId { get; set; }

    public string EmployeeName { get; set; }

    public Department Department { get; set; }

 

    public object Clone()

    {

        using (MemoryStream stream = new MemoryStream())

        {

            if (this.GetType().IsSerializable)

            {

                BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();

                formatter.Serialize(stream, this);

                stream.Position = 0;

                return formatter.Deserialize(stream);

            }

            return null;

        }

    }

}

我们也可以使用扩展方法来实现.

public static class ObjectExtension
{

    public static T CopyObject<T>(this object objSource)
    {

        using (MemoryStream stream = new MemoryStream())
        {

            BinaryFormatter formatter = new BinaryFormatter();

            formatter.Serialize(stream, objSource);

            stream.Position = 0;

            return (T)formatter.Deserialize(stream);

        }

    }

}

2.使用反射实现深度克隆反射
用于在运行时获取对象的元信息。System.Reflection命名空间具有一些类，这些类使我们可以在运行时获取对象信息，还可以从现有对象创建对象类型的实例，还可以访问其属性并调用其方法。要对对象进行深层复制，可以使用反射。考虑下面的代码。在这里，我创建了一个静态方法，该方法可以接受任何对象，并返回具有新引用的相同类型的对象。

public class Utility
{

    public static object CloneObject(object objSource)
    {

        //步骤1:获取源对象的类型并创建该类型的新实例
        Type typeSource = objSource.GetType();

        object objTarget = Activator.CreateInstance(typeSource);

        //步骤2:获取源对象类型的所有属性
        PropertyInfo[] propertyInfo = typeSource.GetProperties(BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);

        //步骤3:将所有源属性分配给标记对象的属性
        foreach (PropertyInfo property in propertyInfo)
        {

            //检查属性是否可以写入
            if (property.CanWrite)
            {

                //步骤4:检查属性类型是值类型，枚举类型还是字符串类型
                if (property.PropertyType.IsValueType || property.PropertyType.IsEnum || property.PropertyType.Equals(typeof(System.String)))
                {

                    property.SetValue(objTarget, property.GetValue(objSource, null), null);

                }
                //其他属性类型是对象/复杂类型，因此需要递归调用此方法，直到到达树的末尾
                else
                {
                    object objPropertyValue = property.GetValue(objSource, null);
                    if (objPropertyValue == null)
                    {
                        property.SetValue(objTarget, null, null);

                    }
                    else
                    {
                        property.SetValue(objTarget, CloneObject(objPropertyValue), null);
                    }

                }

            }

        }
        return objTarget;
    }

}

这也可以通过下面描述的对象扩展方法来实现。

使用对象扩展方法

public static class ObjectExtension
{
    public static object CloneObject(this object objSource)
    {
        //获取源对象的类型并创建该类型的新实例
        Type typeSource = objSource.GetType();

        object objTarget = Activator.CreateInstance(typeSource);

        //获取源对象类型的所有属性
        PropertyInfo[] propertyInfo = typeSource.GetProperties(BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);

        //将所有源属性分配给taget对象的属性
        foreach (PropertyInfo property in propertyInfo)
        {

            //检查属性是否可以写入
            if (property.CanWrite)
            {

                //检查属性类型是值类型，枚举类型还是字符串类型
                if (property.PropertyType.IsValueType || property.PropertyType.IsEnum || property.PropertyType.Equals(typeof(System.String)))
                {
                    property.SetValue(objTarget, property.GetValue(objSource, null), null);
                }
                //其他属性类型是对象/复杂类型，因此需要递归调用此方法，直到到达树的末尾
                else
                {
                    object objPropertyValue = property.GetValue(objSource, null);

                    if (objPropertyValue == null)
                    {
                        property.SetValue(objTarget, null, null);
                    }
                    else
                    {
                        property.SetValue(objTarget, objPropertyValue.CloneObject(), null);
                    }

                }

            }

        }
        return objTarget;
    }

}

示例代码并输出

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Employee emp = new Employee();

            emp.EmployeeId = 1000;

            emp.EmployeeName = "Jignesh";

            emp.Department = new Department { DepartmentId = 1, DepartmentName = "Examination" };

            Employee empClone = emp.Clone() as Employee;
            Employee empClone1 = Utility.CloneObject(emp) as Employee;
            //现在更改原始对象的值
            emp.EmployeeName = "Tejas";
            emp.Department.DepartmentName = "Admin";
            //打印origianl以及克隆对象的属性值。
            Console.WriteLine("Original Employee Name : " + emp.EmployeeName);
            Console.WriteLine("Original Department Name : " + emp.Department.DepartmentName);
            Console.WriteLine("");
            Console.WriteLine("Clone Object Employee Name (Clone Method) : " + empClone.EmployeeName);
            Console.WriteLine("Clone Object Department Name (Clone Method) : " + empClone.Department.DepartmentName);
            Console.WriteLine("");
            Console.WriteLine("Clone Object Employee Name (Static Method) : " + empClone1.EmployeeName);
            Console.WriteLine("Clone Object Department Name (Static Method) : " + empClone1.Department.DepartmentName);
            Console.WriteLine("");
            Console.WriteLine("Clone Object Employee Name (Extension Method) : " + empClone2.EmployeeName);
            Console.WriteLine("Clone Object Department Name (Extension Method) : " + empClone2.Department.DepartmentName);
            Console.ReadKey();
        }
    }

结论

使用序列化和反射，我们可以创建对象的深层副本。使用序列化的深层副本的唯一缺点是，我们必须将对象标记为“可序列化”。