C#怎么实现深拷贝和浅拷贝 C#对象克隆方法

幻夢星雲
发布: 2025-12-16 10:15:07
原创
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C#中浅拷贝仅复制值类型字段和引用类型地址,深拷贝则递归复制所有嵌套对象;常用方式包括MemberwiseClone(浅拷贝)、JsonSerializer序列化(通用深拷贝)、ICloneable手动实现(精细控制)及表达式树(高性能)。

c#怎么实现深拷贝和浅拷贝 c#对象克隆方法

在C#中,浅拷贝只复制对象的值类型字段和引用类型的地址(即新旧对象共享同一引用对象),深拷贝则递归复制所有嵌套对象,确保新对象与原对象完全独立。关键区别在于引用类型是否被真正“复制”。

用MemberwiseClone实现浅拷贝

MemberwiseClone() 是Object类提供的受保护方法,它创建当前对象的浅表副本:值类型字段被逐位复制,引用类型字段只复制引用(指针),不复制所指向的对象本身。

  • 必须在类内部调用(因为是protected)
  • 适用于字段均为值类型、或明确接受引用共享的场景
  • 无法直接用于public克隆接口,需封装为public方法

示例:

class Person { public string Name; public Address Addr; public Person ShallowCopy() => (Person)MemberwiseClone(); }

用序列化实现通用深拷贝

借助二进制或JSON序列化+反序列化,可绕过手动递归逻辑,自动完成完整对象图的深拷贝。这是最常用、兼容性较好的方案(前提是类型可序列化)。

  • BinaryFormatter已过时且不安全,推荐用System.Text.JsonNewtonsoft.Json
  • 需确保所有嵌套类型标记为[Serializable](JSON方式通常只需public属性)
  • 注意循环引用、不可序列化成员(如事件、委托、FileStream等)会报错

示例(JsonSerializer):

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public static T DeepCopy(T obj) { var json = JsonSerializer.Serialize(obj); return JsonSerializer.Deserialize(json); }

实现ICloneable并手动编写深拷贝逻辑

对性能敏感或结构复杂(含不可序列化资源)的类型,可实现ICloneable接口,重写Clone()方法,显式new每个引用字段并调用其Clone()。

  • 完全可控,适合精细管理资源生命周期
  • 维护成本高:新增字段需同步更新Clone逻辑
  • 建议返回具体类型(而非object),避免强制转换

示例:

public class Person : ICloneable { public string Name; public Address Addr; public object Clone() => new Person { Name = this.Name, Addr = (Address)this.Addr.Clone() }; }

用表达式树或反射生成深拷贝器(高级)

第三方库如FastDeepClonerDeepCloner或自定义表达式编译器,能在首次调用后缓存委托,大幅提升后续拷贝性能。

  • 适合高频深拷贝且对象结构稳定的场景(如游戏帧数据、配置快照)
  • 避免每次反射开销,但首次构建有延迟
  • 需注意泛型类型支持、只读属性、构造函数参数等边界情况

基本上就这些。选哪种方式,取决于你的对象是否可序列化、性能要求高低、以及是否愿意承担维护成本。日常开发中,JsonSerializer深拷贝够用又安全;核心模块需要极致性能,再考虑表达式树方案。

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