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

我将使用下面的简单方法来实现这一点。只需创建一个抽象类和实现方法以再次序列化和反序列化并返回。

public abstract class CloneablePrototype<T>
{
    public T DeepCopy()
    {
        string result = JsonConvert.SerializeObject(this);
        return JsonConvert.DeserializeObject<T>(result);
    }
}
public class YourClass : CloneablePrototype< YourClass>
…
…
…

然后像这样使用它来创建深度副本。

YourClass newObj = (YourClass)oldObj.DeepCopy();

如果您还需要实现浅层复制方法,则此解决方案也很容易扩展。

只需在抽象类中实现一个新方法。

public T ShallowCopy()
{
    return (T)this.MemberwiseClone();
}

其他回答

虽然一种方法是实现ICloneable接口(在这里描述,所以我不会反悔),但这里有一个很好的深度克隆对象复制器,我不久前在代码项目中找到了它,并将其合并到我们的代码中。如其他地方所述,它要求您的对象是可序列化的。

using System;
using System.IO;
using System.Runtime.Serialization;
using System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary;

/// <summary>
/// Reference Article http://www.codeproject.com/KB/tips/SerializedObjectCloner.aspx
/// Provides a method for performing a deep copy of an object.
/// Binary Serialization is used to perform the copy.
/// </summary>
public static class ObjectCopier
{
    /// <summary>
    /// Perform a deep copy of the object via serialization.
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">The type of object being copied.</typeparam>
    /// <param name="source">The object instance to copy.</param>
    /// <returns>A deep copy of the object.</returns>
    public static T Clone<T>(T source)
    {
        if (!typeof(T).IsSerializable)
        {
            throw new ArgumentException("The type must be serializable.", nameof(source));
        }

        // Don't serialize a null object, simply return the default for that object
        if (ReferenceEquals(source, null)) return default;

        using var Stream stream = new MemoryStream();
        IFormatter formatter = new BinaryFormatter();
        formatter.Serialize(stream, source);
        stream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
        return (T)formatter.Deserialize(stream);
    }
}

其思想是它序列化对象,然后将其反序列化为新对象。好处是,当对象变得太复杂时,您不必担心克隆任何东西。

如果您希望使用C#3.0的新扩展方法,请将该方法更改为具有以下签名:

public static T Clone<T>(this T source)
{
   // ...
}

现在,方法调用简单地变成objectBeingCloned.Clone();。

EDIT(2015年1月10日)我想我会重新考虑这个问题,要说我最近开始使用(Newtonsoft)Json来做这个,它应该更轻,并避免[Serializable]标签的开销。(NB@atconway在评论中指出,私有成员不是使用JSON方法克隆的)

/// <summary>
/// Perform a deep Copy of the object, using Json as a serialization method. NOTE: Private members are not cloned using this method.
/// </summary>
/// <typeparam name="T">The type of object being copied.</typeparam>
/// <param name="source">The object instance to copy.</param>
/// <returns>The copied object.</returns>
public static T CloneJson<T>(this T source)
{            
    // Don't serialize a null object, simply return the default for that object
    if (ReferenceEquals(source, null)) return default;

    // initialize inner objects individually
    // for example in default constructor some list property initialized with some values,
    // but in 'source' these items are cleaned -
    // without ObjectCreationHandling.Replace default constructor values will be added to result
    var deserializeSettings = new JsonSerializerSettings {ObjectCreationHandling = ObjectCreationHandling.Replace};

    return JsonConvert.DeserializeObject<T>(JsonConvert.SerializeObject(source), deserializeSettings);
}

简单的答案是从ICloneable接口继承,然后实现.clone函数。克隆应该按成员进行复制,并对任何需要它的成员执行深度复制,然后返回结果对象。这是一个递归操作(它要求您要克隆的类的所有成员都是值类型或实现ICloneable,并且它们的成员是值类型或者实现IClonea,依此类推)。

有关使用ICloneable克隆的详细说明,请参阅本文。

长篇大论的答案是“视情况而定”。正如其他人所提到的,ICloneable不受泛型支持,需要对循环类引用进行特殊考虑,并且实际上被一些人视为.NET Framework中的“错误”。序列化方法取决于对象是否可序列化,而这些对象可能不可序列化,并且您可能无法控制。对于哪种做法是“最佳”做法,社会上仍有很多争论。事实上,没有一个解决方案是适用于所有情况的一刀切的最佳实践,就像ICloneable最初被解释的那样。

请参阅本开发者角文章,了解更多选项(归功于Ian)。

下面是一个深度拷贝实现:

public static object CloneObject(object opSource)
{
    //grab the type and create a new instance of that type
    Type opSourceType = opSource.GetType();
    object opTarget = CreateInstanceOfType(opSourceType);

    //grab the properties
    PropertyInfo[] opPropertyInfo = opSourceType.GetProperties(BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);

    //iterate over the properties and if it has a 'set' method assign it from the source TO the target
    foreach (PropertyInfo item in opPropertyInfo)
    {
        if (item.CanWrite)
        {
            //value types can simply be 'set'
            if (item.PropertyType.IsValueType || item.PropertyType.IsEnum || item.PropertyType.Equals(typeof(System.String)))
            {
                item.SetValue(opTarget, item.GetValue(opSource, null), null);
            }
            //object/complex types need to recursively call this method until the end of the tree is reached
            else
            {
                object opPropertyValue = item.GetValue(opSource, null);
                if (opPropertyValue == null)
                {
                    item.SetValue(opTarget, null, null);
                }
                else
                {
                    item.SetValue(opTarget, CloneObject(opPropertyValue), null);
                }
            }
        }
    }
    //return the new item
    return opTarget;
}

我对当前的答案做了一些基准测试,发现了一些有趣的事实。

使用BinarySerializer=>https://stackoverflow.com/a/78612/6338072

使用XmlSerializer=>https://stackoverflow.com/a/50150204/6338072

使用Activator.CreateInstance=>https://stackoverflow.com/a/56691124/6338072

这些是结果

BenchmarkDotNet=v0.13.1, OS=Windows 10.0.18363.1734 (1909/November2019Update/19H2)

Intel Core i5-6200U CPU 2.30GHz(Skylake),1个CPU,4个逻辑核和2个物理核[主机]:.NET Framework 4.8(4.8.4400.0),X86 LegacyJIT默认作业:.NET Framework 4.8(4.8.4400.0),X86 LegacyJIT

Method Mean Error StdDev Gen 0 Allocated
BinarySerializer 220.69 us 4.374 us 9.963 us 49.8047 77 KB
XmlSerializer 182.72 us 3.619 us 9.405 us 21.9727 34 KB
Activator.CreateInstance 49.99 us 0.992 us 2.861 us 1.9531 3 KB

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。