C# 如何实现深拷贝和浅拷贝 - ICloneable接口与序列化方法

煙雲
发布: 2025-12-24 11:03:02
原创
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浅拷贝仅复制值类型字段和引用类型地址,深拷贝递归复制整个对象图;浅拷贝常用MemberwiseClone(),深拷贝推荐JSON序列化或ICloneable手动实现。

c# 如何实现深拷贝和浅拷贝 - icloneable接口与序列化方法

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),而深拷贝会递归复制整个对象图,确保新对象与原对象完全独立。实现方式主要有两种:基于ICloneable接口的手动控制,以及借助序列化机制自动完成。

浅拷贝:用MemberwiseClone()最直接

MemberwiseClone()Object类提供的受保护方法,能快速创建当前对象的浅表副本。它不调用任何构造函数,也不执行自定义逻辑,仅逐字段复制。

  • 值类型字段(如intstruct)被完整复制一份
  • 引用类型字段(如List<string></string>、自定义类实例)只复制引用,新旧对象指向同一内存地址
  • 必须在类内部调用,通常配合ICloneable.Clone()封装使用

深拷贝:序列化是最稳妥的通用方案

只要类标记为[Serializable](或实现ISerializable),就能通过二进制、JSON或XML序列化+反序列化实现真正的深拷贝,无需手动处理嵌套引用。

  • 二进制序列化BinaryFormatter)功能强但已过时,.NET Core/.NET 5+默认禁用,不推荐新项目使用
  • JSON序列化System.Text.JsonNewtonsoft.Json)更安全、跨平台,适合大多数POCO对象;注意循环引用和不可序列化成员(如事件、委托、IntPtr)需配置忽略
  • 若对象含不可序列化字段,可实现ISerializable自定义序列化逻辑,或改用MemberwiseClone() + 手动深拷贝关键引用字段

ICloneable接口:语义明确但需自行实现逻辑

ICloneable只声明一个Clone()方法,不区分深浅,具体行为由开发者决定。它不提供编译时约束,容易引发误解。

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  • 建议在文档或命名中明确说明是深拷贝还是浅拷贝(例如DeepClone()
  • 实现深拷贝时,对每个引用字段判断是否需要递归克隆;值类型可直接赋值,数组可用Array.Clone()(仍是浅的,需遍历深拷)
  • 避免在值类型上实现ICloneable,因为值类型默认就是按值复制

不依赖序列化的小型深拷贝技巧

对于结构简单、引用层级少的对象,可结合MemberwiseClone()与手动复制关键引用字段,兼顾性能与可控性。

  • 先调用base.MemberwiseClone()获得浅拷贝对象
  • 对需要独立副本的引用字段(如List<t></t>Dictionary<k></k>)调用其Clone()或构造新实例并复制内容
  • 注意字符串是不可变引用类型,直接赋值安全;DateTime等结构体也无需特殊处理

基本上就这些。浅拷贝快但共享引用,深拷贝彻底但可能有性能或兼容性成本。选哪种方式,取决于对象复杂度、运行环境(是否支持BinaryFormatter)、是否允许修改类定义,以及对性能和安全性的权衡。

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