C# 快速高效率复制对象另一种方式 表达式树

1、需求

在代码中经常会遇到需要把对象复制一遍，或者把属性名相同的值复制一遍。

比如：

    public class Student
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    }

    public class StudentSecond
    {
        public int Id { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    }

Student s = new Student() { Age = 20, Id = 1, Name = "Emrys" };

我们需要给新的Student赋值

Student ss = new Student { Age = s.Age, Id = s.Id, Name = s.Name };

再或者给另一个类StudentSecond的属性赋值，两个类属性的名称和类型一致。

StudentSecond ss = new StudentSecond { Age = s.Age, Id = s.Id, Name = s.Name };

 

2、解决办法

当然最原始的办法就是把需要赋值的属性全部手动手写。这样的效率是最高的。但是这样代码的重复率太高，而且代码看起来也不美观，更重要的是浪费时间，如果一个类有几十个属性，那一个一个属性赋值岂不是浪费精力，像这样重复的劳动工作更应该是需要优化的。

2.1、反射

反射应该是很多人用过的方法，就是封装一个类，反射获取属性和设置属性的值。

 private static TOut TransReflection<TIn, TOut>(TIn tIn)
        {
            TOut tOut = Activator.CreateInstance<TOut>();
            var tInType = tIn.GetType();
            foreach (var itemOut in tOut.GetType().GetProperties())
            {
                var itemIn = tInType.GetProperty(itemOut.Name); ;
                if (itemIn != null)
                {
                    itemOut.SetValue(tOut, itemIn.GetValue(tIn));
                }
            }
            return tOut;
        }

调用：StudentSecond ss= TransReflection<Student, StudentSecond>(s);

调用一百万次耗时：2464毫秒

2.2、序列化

序列化的方式有很多种，有二进制、xml、json等等，今天我们就用Newtonsoft的json进行测试。

调用：StudentSecond ss= JsonConvert.DeserializeObject<StudentSecond>(JsonConvert.SerializeObject(s));

调用一百万次耗时：2984毫秒

从这可以看出序列化和反射效率差别不大。

3、表达式树

3.1、简介

关于表达式树不了解的可以百度。

也就是说复制对象也可以用表达式树的方式。

        Expression<Func<Student, StudentSecond>> ss = (x) => new StudentSecond { Age = x.Age, Id = x.Id, Name = x.Name };
        var f = ss.Compile();
        StudentSecond studentSecond = f(s);

这样的方式我们可以达到同样的效果。

有人说这样的写法和最原始的复制没有什么区别，代码反而变多了呢，这个只是第一步。

3.2、分析代码

我们用ILSpy反编译下这段表达式代码如下：

　　 ParameterExpression parameterExpression;
    Expression<Func<Student, StudentSecond>> ss = Expression.Lambda<Func<Student, StudentSecond>>(Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(StudentSecond)), new MemberBinding[]
    {
        Expression.Bind(methodof(StudentSecond.set_Age(int)), Expression.Property(parameterExpression, methodof(Student.get_Age()))),
        Expression.Bind(methodof(StudentSecond.set_Id(int)), Expression.Property(parameterExpression, methodof(Student.get_Id()))),
        Expression.Bind(methodof(StudentSecond.set_Name(string)), Expression.Property(parameterExpression, methodof(Student.get_Name())))
    }), new ParameterExpression[]
    {
        parameterExpression
    });
    Func<Student, StudentSecond> f = ss.Compile();
    StudentSecond studentSecond = f(s);

那么也就是说我们只要用反射循环所有的属性然后Expression.Bind所有的属性。最后调用Compile()(s)就可以获取正确的StudentSecond。

看到这有的人又要问了，如果用反射的话那岂不是效率很低，和直接用反射或者用序列化没什么区别吗？

当然这个可以解决的，就是我们的表达式树可以缓存。只是第一次用的时候需要反射，以后再用就不需要反射了。

3.3、复制对象通用代码

为了通用性所以其中的Student和StudentSecond分别泛型替换。

        private static Dictionary<string, object> _Dic = new Dictionary<string, object>();

        private static TOut TransExp<TIn, TOut>(TIn tIn)
        {
            string key = string.Format("trans_exp_{0}_{1}", typeof(TIn).FullName, typeof(TOut).FullName);
            if (!_Dic.ContainsKey(key))
            {
                ParameterExpression parameterExpression = Expression.Parameter(typeof(TIn), "p");
                List<MemberBinding> memberBindingList = new List<MemberBinding>();

                foreach (var item in typeof(TOut).GetProperties())
                {  
　　
　　　　　　　　　　　　if (!item.CanWrite)
　　　　　　　　　　　　　　continue; 

                    MemberExpression property = Expression.Property(parameterExpression, typeof(TIn).GetProperty(item.Name));
                    MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
                    memberBindingList.Add(memberBinding);
                }

                MemberInitExpression memberInitExpression = Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(TOut)), memberBindingList.ToArray());
                Expression<Func<TIn, TOut>> lambda = Expression.Lambda<Func<TIn, TOut>>(memberInitExpression, new ParameterExpression[] { parameterExpression });
                Func<TIn, TOut> func = lambda.Compile();

                _Dic[key] = func;
            }
            return ((Func<TIn, TOut>)_Dic[key])(tIn);
        }

调用：StudentSecond ss= TransExp<Student, StudentSecond>(s);

调用一百万次耗时：毫秒

3.4、利用泛型的特性再次优化代码

不用字典存储缓存，因为泛型就可以很容易解决这个问题。

 public static class TransExpV2<TIn, TOut>
    {

        private static readonly Func<TIn, TOut> cache = GetFunc();
        private static Func<TIn, TOut> GetFunc()
        {
            ParameterExpression parameterExpression = Expression.Parameter(typeof(TIn), "p");
            List<MemberBinding> memberBindingList = new List<MemberBinding>();

            foreach (var item in typeof(TOut).GetProperties())
            {
　　　　　　　　　if (!item.CanWrite)
　　　　　　　　　　    continue;
                MemberExpression property = Expression.Property(parameterExpression, typeof(TIn).GetProperty(item.Name));
                MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
                memberBindingList.Add(memberBinding);
            }

            MemberInitExpression memberInitExpression = Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(TOut)), memberBindingList.ToArray());
            Expression<Func<TIn, TOut>> lambda = Expression.Lambda<Func<TIn, TOut>>(memberInitExpression, new ParameterExpression[] { parameterExpression });

            return lambda.Compile();
        }

        public static TOut Trans(TIn tIn)
        {
            return cache(tIn);
        }

    }

调用：StudentSecond ss= TransExpV2<Student, StudentSecond>.Trans(s);

调用一百万次耗时：毫秒

耗时远远的小于使用automapper的338毫秒。

4、总结

从以上的测试和分析可以很容易得出，用表达式树是可以达到效率与书写方式二者兼备的方法之一，总之比传统的序列化和反射更加优秀。

最后望对各位有所帮助，本文原创，欢迎拍砖和推荐。