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
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。
其他回答
这里有一个快速而简单的解决方案,不依赖于序列化/反序列化。
public class MyClass
{
public virtual MyClass DeepClone()
{
var returnObj = (MyClass)MemberwiseClone();
var type = returnObj.GetType();
var fieldInfoArray = type.GetRuntimeFields().ToArray();
foreach (var fieldInfo in fieldInfoArray)
{
object sourceFieldValue = fieldInfo.GetValue(this);
if (!(sourceFieldValue is MyClass))
{
continue;
}
var sourceObj = (MyClass)sourceFieldValue;
var clonedObj = sourceObj.DeepClone();
fieldInfo.SetValue(returnObj, clonedObj);
}
return returnObj;
}
}
编辑:要求
using System.Linq;
using System.Reflection;
我就是这么用的
public MyClass Clone(MyClass theObjectIneededToClone)
{
MyClass clonedObj = theObjectIneededToClone.DeepClone();
}
创建扩展:
public static T Clone<T>(this T theObject)
{
string jsonData = JsonConvert.SerializeObject(theObject);
return JsonConvert.DeserializeObject<T>(jsonData);
}
这样称呼:
NewObject = OldObject.Clone();
通用方法在技术上都是有效的,但我只想补充一点,因为我们实际上很少需要真正的深度复制,我强烈反对在实际的业务应用程序中使用通用深度复制,因为这使得您可能会在许多地方复制对象,然后显式修改,这很容易丢失。
在大多数实际情况下,您还希望对复制过程进行尽可能多的粒度控制,因为您不仅耦合到数据访问框架,而且在实践中,复制的业务对象几乎不应该100%相同。举一个ORM用来识别对象引用的referenceId的例子,一个完整的深度副本也会复制这个id,所以在内存中,对象会不同,一旦你将其提交到数据存储,它就会抱怨,因此,无论如何,您都必须在复制后手动修改此财产,如果对象发生更改,则需要在使用通用深度复制的所有位置对其进行调整。
用ICloneable扩展@cregox答案,到底什么是深度副本?它只是堆上新分配的一个对象,与原始对象相同,但占用不同的内存空间,而不是使用通用的克隆器功能,为什么不创建一个新对象呢?
我个人在我的域对象上使用静态工厂方法的思想。
例子:
public class Client
{
public string Name { get; set; }
protected Client()
{
}
public static Client Clone(Client copiedClient)
{
return new Client
{
Name = copiedClient.Name
};
}
}
public class Shop
{
public string Name { get; set; }
public string Address { get; set; }
public ICollection<Client> Clients { get; set; }
public static Shop Clone(Shop copiedShop, string newAddress, ICollection<Client> clients)
{
var copiedClients = new List<Client>();
foreach (var client in copiedShop.Clients)
{
copiedClients.Add(Client.Clone(client));
}
return new Shop
{
Name = copiedShop.Name,
Address = newAddress,
Clients = copiedClients
};
}
}
如果有人在研究如何在保持对复制过程的完全控制的同时构建对象实例化,这是我个人非常成功的解决方案。受保护的构造函数也使其成为可能,其他开发人员被迫使用工厂方法,该方法提供了一个简洁的单点对象实例化,封装了对象内部的构造逻辑。如果需要,您还可以重载该方法,并为不同的位置提供多个克隆逻辑。
我更喜欢复制构造函数而不是克隆。意图更加明确。
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。