编写高质量代码改善C#程序的157个建议——建议14： 正确实现浅拷贝和深拷贝

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 = , 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 = ;
    mike.Department.Name = "Dep2";
    Console.WriteLine(rose.IDCode);
    Console.WriteLine(rose.Age);
    Console.WriteLine(rose.Department); 

输出为：

NB123  

Dep1
开始改变mike的值：
NB123  

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(, 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  

Dep1
开始改变mike的值：
NB123  

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(, SeekOrigin.Begin);
                return formatter.Deserialize(objectStream) as Employee;
            }
        }  

        public Employee ShallowClone()
        {
            return Clone() as Employee;
        }
    }

转自：《编写高质量代码改善C#程序的157个建议》陆敏技