DeepClonner：快速、简单、有效的NuGet包解决克隆问题

看完所有的答案后，我很惊讶没有人提到这个优秀的包：

DeepCloner GitHub项目

DeepCloner NuGet包

详细介绍一下它的README，下面是我们选择它的原因：

它可以深层或浅层复制在深度克隆中，维护所有对象图。在运行时使用代码生成，因为结果克隆非常快由内部结构复制的对象，未调用方法或构造函数您不需要以某种方式标记类（如Serializable属性或实现接口）无需为克隆指定对象类型。对象可以被强制转换为接口或抽象对象（例如，您可以将int数组克隆为抽象array或IEnumerable；甚至可以克隆null而不出错）克隆的对象没有任何能力确定他是克隆的（除非使用非常特定的方法）

用法：

var deepClone = new { Id = 1, Name = "222" }.DeepClone();
var shallowClone = new { Id = 1, Name = "222" }.ShallowClone();

性能：

README包含各种克隆库和方法的性能比较：DeepCloner性能。

要求：

.NET 4.0或更高版本或.NET Standard 1.3（.NET Core）需要完全信任权限集或反射权限（MemberAccess）

要克隆类对象，可以使用object.MemberswiseColone方法，

只需将此函数添加到类中：

public class yourClass
{
    // ...
    // ...

    public yourClass DeepCopy()
    {
        yourClass othercopy = (yourClass)this.MemberwiseClone();
        return othercopy;
    }
}

然后要执行深度独立复制，只需调用DeepCopy方法：

yourClass newLine = oldLine.DeepCopy();

希望这有帮助。

好的，这篇文章中有一些明显的反射示例，但反射通常很慢，直到你开始正确缓存它。

如果你能正确缓存它，那么它将以4.6s的速度深度克隆1000000个对象（由Watcher测量）。

static readonly Dictionary<Type, PropertyInfo[]> ProperyList = new Dictionary<Type, PropertyInfo[]>();

而不是获取缓存的财产或将新属性添加到字典并简单使用它们

foreach (var prop in propList)
{
        var value = prop.GetValue(source, null);   
        prop.SetValue(copyInstance, value, null);
}

在另一个答案中查看我的帖子中的完整代码

https://stackoverflow.com/a/34365709/4711853

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

由于我在不同的项目中找不到满足我所有需求的克隆器，我创建了一个可以配置并适应不同代码结构的深度克隆器，而不是调整我的代码以满足克隆器的需求。这是通过向要克隆的代码添加注释来实现的，或者您只需保留代码的默认行为。它使用反射、类型缓存并基于fasterflect。对于大量数据和高对象层次结构（与其他基于反射/序列化的算法相比），克隆过程非常快。

https://github.com/kalisohn/CloneBehave

也可作为nuget包提供：https://www.nuget.org/packages/Clone.Behave/1.0.0

例如：以下代码将执行deepCloneAddress，但只执行_currentJob字段的浅拷贝。

public class Person 
{
  [DeepClone(DeepCloneBehavior.Shallow)]
  private Job _currentJob;      

  public string Name { get; set; }

  public Job CurrentJob 
  { 
    get{ return _currentJob; }
    set{ _currentJob = value; }
  }

  public Person Manager { get; set; }
}

public class Address 
{      
  public Person PersonLivingHere { get; set; }
}

Address adr = new Address();
adr.PersonLivingHere = new Person("John");
adr.PersonLivingHere.BestFriend = new Person("James");
adr.PersonLivingHere.CurrentJob = new Job("Programmer");

Address adrClone = adr.Clone();

//RESULT
adr.PersonLivingHere == adrClone.PersonLivingHere //false
adr.PersonLivingHere.Manager == adrClone.PersonLivingHere.Manager //false
adr.PersonLivingHere.CurrentJob == adrClone.PersonLivingHere.CurrentJob //true
adr.PersonLivingHere.CurrentJob.AnyProperty == adrClone.PersonLivingHere.CurrentJob.AnyProperty //true

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。