我想做一些事情，比如：
MyObject myObj = GetMyObj(); // Create and fill a new object
MyObject newObj = myObj.Clone();
然后对未反映在原始对象中的新对象进行更改。
我通常不需要这个功能，所以当有必要时，我会创建一个新对象，然后单独复制每个属性，但这总是让我觉得有更好或更优雅的方法来处理这种情况。
如何克隆或深度复制对象，以便在原始对象中不反映任何更改的情况下修改克隆的对象？
当前回答
由于这个问题的几乎所有答案都不令人满意，或者在我的情况下显然不起作用，我编写了AnyClone，它完全通过反思实现，并解决了这里的所有需求。我无法让序列化在结构复杂的复杂场景中工作，IClonable也不太理想——事实上，它甚至没有必要。
使用[IgnoreDataMember]、[NonSerialized]支持标准忽略属性。支持复杂集合、不带setter的财产、只读字段等。
我希望这能帮助其他遇到我同样问题的人。
其他回答
问：我为什么选择这个答案？
如果您想要.NET所能达到的最快速度，请选择此答案。如果您想要一种非常简单的克隆方法，请忽略这个答案。
换言之，除非您有需要解决的性能瓶颈，并且您可以使用分析器来证明这一点，否则请使用另一个答案。
比其他方法快10倍
执行深度克隆的以下方法是：
比任何涉及序列化/反序列化的速度快10倍；非常接近.NET所能达到的理论最大速度。
方法。。。
为了达到最高速度，可以使用Nested MemberwiseClone进行深度复制。它与复制值结构的速度几乎相同，并且比（a）反射或（b）序列化（如本页其他答案所述）快得多。
请注意，如果使用Nested MemberwiseColone进行深度复制，则必须为类中的每个嵌套级别手动实现ShallowCopy，以及调用所有所述ShallowCopy方法以创建完整克隆的DeepCopy。这很简单：总共只有几行，请参见下面的演示代码。
下面是显示100000个克隆的相对性能差异的代码输出：
嵌套结构上的嵌套MemberwiseClone为1.08秒嵌套类上的嵌套MemberwiseClone为4.77秒39.93秒用于序列化/反序列化
在类上使用Nested MemberwiseColone几乎与复制结构一样快，而且复制结构的速度非常接近.NET所能达到的理论最大速度。
Demo 1 of shallow and deep copy, using classes and MemberwiseClone:
Create Bob
Bob.Age=30, Bob.Purchase.Description=Lamborghini
Clone Bob >> BobsSon
Adjust BobsSon details
BobsSon.Age=2, BobsSon.Purchase.Description=Toy car
Proof of deep copy: If BobsSon is a true clone, then adjusting BobsSon details will not affect Bob:
Bob.Age=30, Bob.Purchase.Description=Lamborghini
Elapsed time: 00:00:04.7795670,30000000
Demo 2 of shallow and deep copy, using structs and value copying:
Create Bob
Bob.Age=30, Bob.Purchase.Description=Lamborghini
Clone Bob >> BobsSon
Adjust BobsSon details:
BobsSon.Age=2, BobsSon.Purchase.Description=Toy car
Proof of deep copy: If BobsSon is a true clone, then adjusting BobsSon details will not affect Bob:
Bob.Age=30, Bob.Purchase.Description=Lamborghini
Elapsed time: 00:00:01.0875454,30000000
Demo 3 of deep copy, using class and serialize/deserialize:
Elapsed time: 00:00:39.9339425,30000000
为了了解如何使用MemberwiseCopy进行深度复制，这里是用于生成上述时间的演示项目：
// Nested MemberwiseClone example.
// Added to demo how to deep copy a reference class.
[Serializable] // Not required if using MemberwiseClone, only used for speed comparison using serialization.
public class Person
{
public Person(int age, string description)
{
this.Age = age;
this.Purchase.Description = description;
}
[Serializable] // Not required if using MemberwiseClone
public class PurchaseType
{
public string Description;
public PurchaseType ShallowCopy()
{
return (PurchaseType)this.MemberwiseClone();
}
}
public PurchaseType Purchase = new PurchaseType();
public int Age;
// Add this if using nested MemberwiseClone.
// This is a class, which is a reference type, so cloning is more difficult.
public Person ShallowCopy()
{
return (Person)this.MemberwiseClone();
}
// Add this if using nested MemberwiseClone.
// This is a class, which is a reference type, so cloning is more difficult.
public Person DeepCopy()
{
// Clone the root ...
Person other = (Person) this.MemberwiseClone();
// ... then clone the nested class.
other.Purchase = this.Purchase.ShallowCopy();
return other;
}
}
// Added to demo how to copy a value struct (this is easy - a deep copy happens by default)
public struct PersonStruct
{
public PersonStruct(int age, string description)
{
this.Age = age;
this.Purchase.Description = description;
}
public struct PurchaseType
{
public string Description;
}
public PurchaseType Purchase;
public int Age;
// This is a struct, which is a value type, so everything is a clone by default.
public PersonStruct ShallowCopy()
{
return (PersonStruct)this;
}
// This is a struct, which is a value type, so everything is a clone by default.
public PersonStruct DeepCopy()
{
return (PersonStruct)this;
}
}
// Added only for a speed comparison.
public class MyDeepCopy
{
public static T DeepCopy<T>(T obj)
{
object result = null;
using (var ms = new MemoryStream())
{
var formatter = new BinaryFormatter();
formatter.Serialize(ms, obj);
ms.Position = 0;
result = (T)formatter.Deserialize(ms);
ms.Close();
}
return (T)result;
}
}
然后，从main调用演示：
void MyMain(string[] args)
{
{
Console.Write("Demo 1 of shallow and deep copy, using classes and MemberwiseCopy:\n");
var Bob = new Person(30, "Lamborghini");
Console.Write(" Create Bob\n");
Console.Write(" Bob.Age={0}, Bob.Purchase.Description={1}\n", Bob.Age, Bob.Purchase.Description);
Console.Write(" Clone Bob >> BobsSon\n");
var BobsSon = Bob.DeepCopy();
Console.Write(" Adjust BobsSon details\n");
BobsSon.Age = 2;
BobsSon.Purchase.Description = "Toy car";
Console.Write(" BobsSon.Age={0}, BobsSon.Purchase.Description={1}\n", BobsSon.Age, BobsSon.Purchase.Description);
Console.Write(" Proof of deep copy: If BobsSon is a true clone, then adjusting BobsSon details will not affect Bob:\n");
Console.Write(" Bob.Age={0}, Bob.Purchase.Description={1}\n", Bob.Age, Bob.Purchase.Description);
Debug.Assert(Bob.Age == 30);
Debug.Assert(Bob.Purchase.Description == "Lamborghini");
var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
int total = 0;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
var n = Bob.DeepCopy();
total += n.Age;
}
Console.Write(" Elapsed time: {0},{1}\n\n", sw.Elapsed, total);
}
{
Console.Write("Demo 2 of shallow and deep copy, using structs:\n");
var Bob = new PersonStruct(30, "Lamborghini");
Console.Write(" Create Bob\n");
Console.Write(" Bob.Age={0}, Bob.Purchase.Description={1}\n", Bob.Age, Bob.Purchase.Description);
Console.Write(" Clone Bob >> BobsSon\n");
var BobsSon = Bob.DeepCopy();
Console.Write(" Adjust BobsSon details:\n");
BobsSon.Age = 2;
BobsSon.Purchase.Description = "Toy car";
Console.Write(" BobsSon.Age={0}, BobsSon.Purchase.Description={1}\n", BobsSon.Age, BobsSon.Purchase.Description);
Console.Write(" Proof of deep copy: If BobsSon is a true clone, then adjusting BobsSon details will not affect Bob:\n");
Console.Write(" Bob.Age={0}, Bob.Purchase.Description={1}\n", Bob.Age, Bob.Purchase.Description);
Debug.Assert(Bob.Age == 30);
Debug.Assert(Bob.Purchase.Description == "Lamborghini");
var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
int total = 0;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
var n = Bob.DeepCopy();
total += n.Age;
}
Console.Write(" Elapsed time: {0},{1}\n\n", sw.Elapsed, total);
}
{
Console.Write("Demo 3 of deep copy, using class and serialize/deserialize:\n");
int total = 0;
var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
var Bob = new Person(30, "Lamborghini");
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
var BobsSon = MyDeepCopy.DeepCopy<Person>(Bob);
total += BobsSon.Age;
}
Console.Write(" Elapsed time: {0},{1}\n", sw.Elapsed, total);
}
Console.ReadKey();
}
再次注意，如果您使用Nested MemberwiseColone进行深度复制，则必须为类中的每个嵌套级别手动实现ShallowCopy，以及调用所有所述ShallowCopy方法以创建完整克隆的DeepCopy。这很简单：总共只有几行，请参见上面的演示代码。
值类型与引用类型
请注意，在克隆对象时，“结构”和“类”之间有很大的区别：
如果您有一个“struct”，它是一个值类型，因此您可以复制它，内容将被克隆（但除非您使用本文中的技术，否则它只能进行浅层克隆）。如果你有一个“类”，它是一个引用类型，所以如果你复制它，你所做的就是复制指向它的指针。要创建一个真正的克隆，你必须更具创造力，利用值类型和引用类型之间的差异，从而在内存中创建原始对象的另一个副本。
请参见值类型和引用类型之间的差异。
帮助调试的校验和
错误地克隆对象会导致很难确定错误。在生产代码中，我倾向于实现一个校验和，以双重检查对象是否已正确克隆，并且没有被另一个引用损坏。此校验和可以在发布模式下关闭。我发现这个方法非常有用：通常，您只想克隆对象的一部分，而不是整个对象。
对于将许多线程与许多其他线程分离非常有用
该代码的一个优秀用例是将嵌套类或结构的克隆送入队列，以实现生产者/消费者模式。
我们可以让一个（或多个）线程修改自己拥有的类，然后将该类的完整副本推送到并发队列中。然后，我们有一个（或多个）线程将这些类的副本拉出并处理它们。
这在实践中非常有效，并允许我们将许多线程（生产者）与一个或多个线程（消费者）分离。
而且这种方法也非常快：如果我们使用嵌套结构，它比序列化/反序列化嵌套类快35倍，并且允许我们利用机器上所有可用的线程。
使现代化
显然，ExpressMapper与上面的手工编码一样快，甚至更快。我可能需要看看它们与探查器的比较。
如果使用net.core并且对象是可序列化的，则可以使用
var jsonBin = BinaryData.FromObjectAsJson(yourObject);
then
var yourObjectCloned = jsonBin.ToObjectFromJson<YourType>();
BinaryData在dotnet中，因此您不需要第三方库。它还可以处理类上的属性为Object类型的情况（属性中的实际数据仍然需要可序列化）
我找到了一种新的方法，那就是Emit。
我们可以使用Emit将IL添加到应用程序并运行它。但我认为这不是一个好方法，因为我想完善这一点，所以我写了我的答案。
Emit可以看到官方文件和指南
你应该学习一些IL来阅读代码。我将编写可以在类中复制属性的代码。
public static class Clone
{
// ReSharper disable once InconsistentNaming
public static void CloneObjectWithIL<T>(T source, T los)
{
//see http://lindexi.oschina.io/lindexi/post/C-%E4%BD%BF%E7%94%A8Emit%E6%B7%B1%E5%85%8B%E9%9A%86/
if (CachedIl.ContainsKey(typeof(T)))
{
((Action<T, T>) CachedIl[typeof(T)])(source, los);
return;
}
var dynamicMethod = new DynamicMethod("Clone", null, new[] { typeof(T), typeof(T) });
ILGenerator generator = dynamicMethod.GetILGenerator();
foreach (var temp in typeof(T).GetProperties().Where(temp => temp.CanRead && temp.CanWrite))
{
//do not copy static that will except
if (temp.GetAccessors(true)[0].IsStatic)
{
continue;
}
generator.Emit(OpCodes.Ldarg_1);// los
generator.Emit(OpCodes.Ldarg_0);// s
generator.Emit(OpCodes.Callvirt, temp.GetMethod);
generator.Emit(OpCodes.Callvirt, temp.SetMethod);
}
generator.Emit(OpCodes.Ret);
var clone = (Action<T, T>) dynamicMethod.CreateDelegate(typeof(Action<T, T>));
CachedIl[typeof(T)] = clone;
clone(source, los);
}
private static Dictionary<Type, Delegate> CachedIl { set; get; } = new Dictionary<Type, Delegate>();
}
代码可以是深度复制，但它可以复制属性。如果你想让它成为深度副本，你可以改变它，因为IL太难了，我做不到。
我刚刚创建了CloneExtensions库项目。它使用表达式树运行时代码编译生成的简单赋值操作执行快速、深度克隆。
如何使用它？
不用在字段和财产之间使用赋值基调编写自己的Clone或Copy方法，而是让程序使用Expression Tree自己完成。标记为扩展方法的GetClone＜T＞（）方法允许您在实例上简单地调用它：
var newInstance = source.GetClone();
您可以使用CloningFlags枚举选择应该从源复制到newInstance的内容：
var newInstance
= source.GetClone(CloningFlags.Properties | CloningFlags.CollectionItems);
什么可以克隆？
原语（int、uint、byte、double、char等），已知不可变类型（DateTime、TimeSpan、String）和委托（包括动作、功能等）可为空T[]阵列自定义类和结构，包括泛型类和结构。
以下类/结构成员在内部克隆：
公共字段而非只读字段的值具有get和set访问器的公共财产的值实现ICollection的类型的集合项
它有多快？
该解决方案比反射更快，因为在GetClone＜T＞首次用于给定类型T之前，成员信息只能收集一次。
当您克隆多于两个相同类型T的实例时，它也比基于序列化的解决方案更快。
以及更多。。。
阅读文档中有关生成表达式的更多信息。
List＜int＞的示例表达式调试列表：
.Lambda #Lambda1<System.Func`4[System.Collections.Generic.List`1[System.Int32],CloneExtensions.CloningFlags,System.Collections.Generic.IDictionary`2[System.Type,System.Func`2[System.Object,System.Object]],System.Collections.Generic.List`1[System.Int32]]>(
System.Collections.Generic.List`1[System.Int32] $source,
CloneExtensions.CloningFlags $flags,
System.Collections.Generic.IDictionary`2[System.Type,System.Func`2[System.Object,System.Object]] $initializers) {
.Block(System.Collections.Generic.List`1[System.Int32] $target) {
.If ($source == null) {
.Return #Label1 { null }
} .Else {
.Default(System.Void)
};
.If (
.Call $initializers.ContainsKey(.Constant<System.Type>(System.Collections.Generic.List`1[System.Int32]))
) {
$target = (System.Collections.Generic.List`1[System.Int32]).Call ($initializers.Item[.Constant<System.Type>(System.Collections.Generic.List`1[System.Int32])]
).Invoke((System.Object)$source)
} .Else {
$target = .New System.Collections.Generic.List`1[System.Int32]()
};
.If (
((System.Byte)$flags & (System.Byte).Constant<CloneExtensions.CloningFlags>(Fields)) == (System.Byte).Constant<CloneExtensions.CloningFlags>(Fields)
) {
.Default(System.Void)
} .Else {
.Default(System.Void)
};
.If (
((System.Byte)$flags & (System.Byte).Constant<CloneExtensions.CloningFlags>(Properties)) == (System.Byte).Constant<CloneExtensions.CloningFlags>(Properties)
) {
.Block() {
$target.Capacity = .Call CloneExtensions.CloneFactory.GetClone(
$source.Capacity,
$flags,
$initializers)
}
} .Else {
.Default(System.Void)
};
.If (
((System.Byte)$flags & (System.Byte).Constant<CloneExtensions.CloningFlags>(CollectionItems)) == (System.Byte).Constant<CloneExtensions.CloningFlags>(CollectionItems)
) {
.Block(
System.Collections.Generic.IEnumerator`1[System.Int32] $var1,
System.Collections.Generic.ICollection`1[System.Int32] $var2) {
$var1 = (System.Collections.Generic.IEnumerator`1[System.Int32]).Call $source.GetEnumerator();
$var2 = (System.Collections.Generic.ICollection`1[System.Int32])$target;
.Loop {
.If (.Call $var1.MoveNext() != False) {
.Call $var2.Add(.Call CloneExtensions.CloneFactory.GetClone(
$var1.Current,
$flags,
$initializers))
} .Else {
.Break #Label2 { }
}
}
.LabelTarget #Label2:
}
} .Else {
.Default(System.Void)
};
.Label
$target
.LabelTarget #Label1:
}
}
以下c#代码具有相同的含义：
(source, flags, initializers) =>
{
if(source == null)
return null;
if(initializers.ContainsKey(typeof(List<int>))
target = (List<int>)initializers[typeof(List<int>)].Invoke((object)source);
else
target = new List<int>();
if((flags & CloningFlags.Properties) == CloningFlags.Properties)
{
target.Capacity = target.Capacity.GetClone(flags, initializers);
}
if((flags & CloningFlags.CollectionItems) == CloningFlags.CollectionItems)
{
var targetCollection = (ICollection<int>)target;
foreach(var item in (ICollection<int>)source)
{
targetCollection.Add(item.Clone(flags, initializers));
}
}
return target;
}
这不是很像您为List<int>编写自己的Clone方法吗？
我也通过反思看到了它的实现。基本上，有一种方法可以遍历对象的成员，并将它们适当地复制到新对象中。当它到达引用类型或集合时，我认为它对自己进行了递归调用。反射是昂贵的，但效果很好。
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