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?
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
在大量阅读了这里链接的许多选项以及这个问题的可能解决方案之后,我相信所有选项都在Ian P的链接中得到了很好的总结(所有其他选项都是这些选项的变体),Pedro77的问题评论链接提供了最佳解决方案。
所以我将在这里复制这两个参考文献的相关部分。这样我们就可以:
在C sharp中克隆对象的最佳方法!
首先,这些是我们的所有选择:
手动使用ICloneable,它是浅层的,不属于类型安全MemberwiseColone,它使用ICloneable使用Activator.CreateInstance和递归MemberwiseClone进行反射正如johnc的首选答案所指出的序列化中级语言,我不知道它是如何工作的扩展方法,如Havard Straden的自定义克隆框架表达式树
通过表达式树进行快速深度复制一文还对通过序列化、反射和表达式树进行克隆的性能进行了比较。
为什么选择ICloneable(即手动)
Venkat Subramaniam先生(此处为冗余链接)详细解释了原因。
他的所有文章都围绕着一个例子,试图适用于大多数情况,使用三个对象:人、大脑和城市。我们想克隆一个人,这个人将拥有自己的大脑,但同样的城市。你可以想象上面任何其他方法都会带来的所有问题,也可以阅读本文。
这是我对他的结论稍作修改的版本:
通过指定New后跟类名来复制对象通常会导致代码不可扩展。使用克隆(原型模式的应用)是实现这一点的更好方法。然而,使用C#(和Java)中提供的克隆也会有很大的问题。最好提供一个受保护的(非公共的)复制构造函数,并从clone方法调用它。这使我们能够将创建对象的任务委托给类本身的实例,从而提供可扩展性,并使用受保护的复制构造函数安全地创建对象。
希望这一实现能够让事情变得清晰:
public class Person : ICloneable
{
private final Brain brain; // brain is final since I do not want
// any transplant on it once created!
private int age;
public Person(Brain aBrain, int theAge)
{
brain = aBrain;
age = theAge;
}
protected Person(Person another)
{
Brain refBrain = null;
try
{
refBrain = (Brain) another.brain.clone();
// You can set the brain in the constructor
}
catch(CloneNotSupportedException e) {}
brain = refBrain;
age = another.age;
}
public String toString()
{
return "This is person with " + brain;
// Not meant to sound rude as it reads!
}
public Object clone()
{
return new Person(this);
}
…
}
现在考虑从Person派生一个类。
public class SkilledPerson extends Person
{
private String theSkills;
public SkilledPerson(Brain aBrain, int theAge, String skills)
{
super(aBrain, theAge);
theSkills = skills;
}
protected SkilledPerson(SkilledPerson another)
{
super(another);
theSkills = another.theSkills;
}
public Object clone()
{
return new SkilledPerson(this);
}
public String toString()
{
return "SkilledPerson: " + super.toString();
}
}
您可以尝试运行以下代码:
public class User
{
public static void play(Person p)
{
Person another = (Person) p.clone();
System.out.println(p);
System.out.println(another);
}
public static void main(String[] args)
{
Person sam = new Person(new Brain(), 1);
play(sam);
SkilledPerson bob = new SkilledPerson(new SmarterBrain(), 1, "Writer");
play(bob);
}
}
产生的输出将是:
This is person with Brain@1fcc69
This is person with Brain@253498
SkilledPerson: This is person with SmarterBrain@1fef6f
SkilledPerson: This is person with SmarterBrain@209f4e
注意,如果我们对对象的数量进行计数,这里实现的克隆将保持正确的对象数量计数。
其他回答
代码生成器
我们已经看到了很多想法,从序列化到手动实现再到反射,我想使用CGbR代码生成器提出一种完全不同的方法。生成克隆方法具有内存和CPU效率,因此比标准DataContractSerializer快300倍。
你只需要一个带有ICloneable的部分类定义,生成器就可以完成剩下的工作:
public partial class Root : ICloneable
{
public Root(int number)
{
_number = number;
}
private int _number;
public Partial[] Partials { get; set; }
public IList<ulong> Numbers { get; set; }
public object Clone()
{
return Clone(true);
}
private Root()
{
}
}
public partial class Root
{
public Root Clone(bool deep)
{
var copy = new Root();
// All value types can be simply copied
copy._number = _number;
if (deep)
{
// In a deep clone the references are cloned
var tempPartials = new Partial[Partials.Length];
for (var i = 0; i < Partials.Length; i++)
{
var value = Partials[i];
value = value.Clone(true);
tempPartials[i] = value;
}
copy.Partials = tempPartials;
var tempNumbers = new List<ulong>(Numbers.Count);
for (var i = 0; i < Numbers.Count; i++)
{
var value = Numbers[i];
tempNumbers.Add(value);
}
copy.Numbers = tempNumbers;
}
else
{
// In a shallow clone only references are copied
copy.Partials = Partials;
copy.Numbers = Numbers;
}
return copy;
}
}
注意:最新版本有更多的空检查,但为了更好地理解,我省略了它们。
我想要一个克隆器,用于非常简单的对象,主要是基元和列表。如果您的对象是开箱即用的JSON可串行化的,那么这个方法就可以了。这不需要修改或实现克隆类上的接口,只需要一个JSON序列化程序,如JSON.NET。
public static T Clone<T>(T source)
{
var serialized = JsonConvert.SerializeObject(source);
return JsonConvert.DeserializeObject<T>(serialized);
}
此外,您可以使用此扩展方法
public static class SystemExtension
{
public static T Clone<T>(this T source)
{
var serialized = JsonConvert.SerializeObject(source);
return JsonConvert.DeserializeObject<T>(serialized);
}
}
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)
使用IClonable接口可以花费多少精力是令人难以置信的,尤其是当您有大量的类层次结构时。MemberwiseColone的工作方式也很奇怪——它甚至不能完全克隆普通的List类型的结构。
当然,串行化最有趣的困境是串行化反向引用——例如,具有子-父关系的类层次结构。我怀疑二进制序列化程序能否在这种情况下帮助您。(最终将导致递归循环+堆栈溢出)。
不知怎么的,我喜欢这里提出的解决方案:如何在.NET(特别是C#)中对对象进行深度复制?
然而,它不支持Lists,并补充说,该支持还考虑到了重新养育子女的问题。对于我制定的仅为父项的规则,该字段或属性应命名为“parent”,则DeepClone将忽略它。您可能需要决定自己的反向引用规则——对于树层次结构,它可能是“左/右”等。。。
以下是包含测试代码的完整代码片段:
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Reflection;
using System.Text;
namespace TestDeepClone
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
A a = new A();
a.name = "main_A";
a.b_list.Add(new B(a) { name = "b1" });
a.b_list.Add(new B(a) { name = "b2" });
A a2 = (A)a.DeepClone();
a2.name = "second_A";
// Perform re-parenting manually after deep copy.
foreach( var b in a2.b_list )
b.parent = a2;
Debug.WriteLine("ok");
}
}
public class A
{
public String name = "one";
public List<String> list = new List<string>();
public List<String> null_list;
public List<B> b_list = new List<B>();
private int private_pleaseCopyMeAsWell = 5;
public override string ToString()
{
return "A(" + name + ")";
}
}
public class B
{
public B() { }
public B(A _parent) { parent = _parent; }
public A parent;
public String name = "two";
}
public static class ReflectionEx
{
public static Type GetUnderlyingType(this MemberInfo member)
{
Type type;
switch (member.MemberType)
{
case MemberTypes.Field:
type = ((FieldInfo)member).FieldType;
break;
case MemberTypes.Property:
type = ((PropertyInfo)member).PropertyType;
break;
case MemberTypes.Event:
type = ((EventInfo)member).EventHandlerType;
break;
default:
throw new ArgumentException("member must be if type FieldInfo, PropertyInfo or EventInfo", "member");
}
return Nullable.GetUnderlyingType(type) ?? type;
}
/// <summary>
/// Gets fields and properties into one array.
/// Order of properties / fields will be preserved in order of appearance in class / struct. (MetadataToken is used for sorting such cases)
/// </summary>
/// <param name="type">Type from which to get</param>
/// <returns>array of fields and properties</returns>
public static MemberInfo[] GetFieldsAndProperties(this Type type)
{
List<MemberInfo> fps = new List<MemberInfo>();
fps.AddRange(type.GetFields());
fps.AddRange(type.GetProperties());
fps = fps.OrderBy(x => x.MetadataToken).ToList();
return fps.ToArray();
}
public static object GetValue(this MemberInfo member, object target)
{
if (member is PropertyInfo)
{
return (member as PropertyInfo).GetValue(target, null);
}
else if (member is FieldInfo)
{
return (member as FieldInfo).GetValue(target);
}
else
{
throw new Exception("member must be either PropertyInfo or FieldInfo");
}
}
public static void SetValue(this MemberInfo member, object target, object value)
{
if (member is PropertyInfo)
{
(member as PropertyInfo).SetValue(target, value, null);
}
else if (member is FieldInfo)
{
(member as FieldInfo).SetValue(target, value);
}
else
{
throw new Exception("destinationMember must be either PropertyInfo or FieldInfo");
}
}
/// <summary>
/// Deep clones specific object.
/// Analogue can be found here: https://stackoverflow.com/questions/129389/how-do-you-do-a-deep-copy-an-object-in-net-c-specifically
/// This is now improved version (list support added)
/// </summary>
/// <param name="obj">object to be cloned</param>
/// <returns>full copy of object.</returns>
public static object DeepClone(this object obj)
{
if (obj == null)
return null;
Type type = obj.GetType();
if (obj is IList)
{
IList list = ((IList)obj);
IList newlist = (IList)Activator.CreateInstance(obj.GetType(), list.Count);
foreach (object elem in list)
newlist.Add(DeepClone(elem));
return newlist;
} //if
if (type.IsValueType || type == typeof(string))
{
return obj;
}
else if (type.IsArray)
{
Type elementType = Type.GetType(type.FullName.Replace("[]", string.Empty));
var array = obj as Array;
Array copied = Array.CreateInstance(elementType, array.Length);
for (int i = 0; i < array.Length; i++)
copied.SetValue(DeepClone(array.GetValue(i)), i);
return Convert.ChangeType(copied, obj.GetType());
}
else if (type.IsClass)
{
object toret = Activator.CreateInstance(obj.GetType());
MemberInfo[] fields = type.GetFieldsAndProperties();
foreach (MemberInfo field in fields)
{
// Don't clone parent back-reference classes. (Using special kind of naming 'parent'
// to indicate child's parent class.
if (field.Name == "parent")
{
continue;
}
object fieldValue = field.GetValue(obj);
if (fieldValue == null)
continue;
field.SetValue(toret, DeepClone(fieldValue));
}
return toret;
}
else
{
// Don't know that type, don't know how to clone it.
if (Debugger.IsAttached)
Debugger.Break();
return null;
}
} //DeepClone
}
}
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。