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C#怎么实现深拷贝和浅拷贝 C# ICloneable接口和序列化实现对象复制

幻夢星雲

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发布时间:2025-11-22 17:47:31

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来源于php中文网

原创

浅拷贝复制值类型和引用地址,深拷贝递归复制所有引用对象。C#中可通过ICloneable接口实现浅拷贝,序列化(如System.Text.Json)实现深拷贝,或手动重写Clone方法实现深拷贝,根据性能与隔离需求选择合适方式。

c#怎么实现深拷贝和浅拷贝 c# icloneable接口和序列化实现对象复制

在C#中,实现对象复制主要有两种方式:浅拷贝(Shallow Copy)和深拷贝(Deep Copy)。理解它们的区别并选择合适的方法对程序的正确性和性能至关重要。下面介绍如何使用 ICloneable 接口序列化 来实现这两种拷贝方式。

浅拷贝与深拷贝的区别

浅拷贝:创建一个新对象,然后将原对象的字段逐个复制到新对象中。对于值类型字段,会复制实际值;对于引用类型字段,只复制引用地址,不复制引用的对象本身。因此,原始对象和副本共享引用类型的实例。

深拷贝:不仅复制对象本身,还会递归复制所有被引用的对象,使副本与原对象完全独立,互不影响。

使用 ICloneable 接口实现浅拷贝

C# 提供了 ICloneable 接口,它包含一个 Clone 方法,可用于实现拷贝逻辑。

下面是一个实现浅拷贝的例子:

public class Person : ICloneable
{
    public string Name { get; set; }
    public Address Address { get; set; }
public object Clone()
{
    return this.MemberwiseClone(); // 浅拷贝
}

}

public class Address { public string City { get; set; } }

测试代码:

var addr = new Address { City = "Beijing" };
var person1 = new Person { Name = "Alice", Address = addr };
var person2 = (Person)person1.Clone();

person2.Address.City = "Shanghai";

Console.WriteLine(person1.Address.City); // 输出:Shanghai

可以看到,修改 person2 的 Address 会影响 person1,因为 Address 是引用类型,MemberwiseClone 只复制了引用。

通过序列化实现深拷贝

要实现真正的深拷贝,可以使用**二进制序列化**或**JSON序列化**等方式,将对象完整地“保存再读取”,从而生成完全独立的副本。

使用 BinaryFormatter(注意:.NET Core/.NET 5+ 中已弃用,推荐使用其他方式)或 System.Text.Json 实现深拷贝。

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示例:使用 System.Text.Json 实现深拷贝(推荐现代项目):

using System.Text.Json;

public static T DeepClone(T source) { if (source == null) return default(T);

var json = JsonSerializer.Serialize(source);
return JsonSerializer.Deserialize(json);

}

使用该方法前,确保类是可序列化的:

[Serializable]
public class Person
{
    public string Name { get; set; }
    public Address Address { get; set; }
}

[Serializable] public class Address { public string City { get; set; } }

测试深拷贝:

var addr = new Address { City = "Beijing" };
var person1 = new Person { Name = "Alice", Address = addr };
var person2 = DeepClone(person1);

person2.Address.City = "Shanghai";

Console.WriteLine(person1.Address.City); // 输出:Beijing

此时 person1 不受影响,说明实现了深拷贝。

ICloneable 实现深拷贝(手动方式)

也可以在 Clone 方法中手动创建新引用对象来实现深拷贝:

public object Clone()
{
    var clone = (Person)this.MemberwiseClone();
    clone.Address = new Address 
    { 
        City = this.Address?.City 
    };
    return clone;
}

这种方式效率高,但需要为每个引用类型字段手动处理,适用于结构简单的类。

基本上就这些。根据场景选择合适的方式:简单对象可用 ICloneable + MemberwiseClone 做浅拷贝;需要完全隔离时,推荐序列化做深拷贝,尤其是嵌套复杂对象。手动深拷贝适合性能敏感且结构稳定的场景。

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