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。

其他回答

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)。

遵循以下步骤:

使用返回T的只读Self属性和ICloneable<out T>定义ISelf<T>,ICloneale<out T<派生自ISelf>并包含方法T Clone()。然后定义一个CloneBase类型,该类型实现了一个受保护的虚拟泛型VirtualClone,将MemberwiseClone转换为传入的类型。每个派生类型都应该通过调用基本克隆方法来实现VirtualClone,然后执行所需的操作来正确克隆父VirtualClone方法尚未处理的派生类型的那些方面。

为了实现最大的继承通用性,公开公共克隆功能的类应该是密封的,但派生自一个基类,该基类在其他方面是相同的,除非缺少克隆。不要传递显式可克隆类型的变量,而是采用ICloneable<theNonCloneableType>类型的参数。这将允许期望Foo的可克隆衍生物与DerivedFoo的可克隆衍生物一起工作的例程,但也允许创建Foo的不可克隆衍生物。

深度克隆就是复制状态。对于.net state,表示字段。

假设有一个层次结构:

static class RandomHelper
{
    private static readonly Random random = new Random();

    public static int Next(int maxValue) => random.Next(maxValue);
}

class A
{
    private readonly int random = RandomHelper.Next(100);

    public override string ToString() => $"{typeof(A).Name}.{nameof(random)} = {random}";
}

class B : A
{
    private readonly int random = RandomHelper.Next(100);

    public override string ToString() => $"{typeof(B).Name}.{nameof(random)} = {random} {base.ToString()}";
}

class C : B
{
    private readonly int random = RandomHelper.Next(100);

    public override string ToString() => $"{typeof(C).Name}.{nameof(random)} = {random} {base.ToString()}";
}

克隆可以通过以下方式完成:

static class DeepCloneExtension
{
    // consider instance fields, both public and non-public
    private static readonly BindingFlags bindingFlags =
        BindingFlags.Public | BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance;

    public static T DeepClone<T>(this T obj) where T : new()
    {
        var type = obj.GetType();
        var result = (T)Activator.CreateInstance(type);

        do
            // copy all fields
            foreach (var field in type.GetFields(bindingFlags))
                field.SetValue(result, field.GetValue(obj));
        // for every level of hierarchy
        while ((type = type.BaseType) != typeof(object));

        return result;
    }
}

演示1:

Console.WriteLine(new C());
Console.WriteLine(new C());

var c = new C();
Console.WriteLine($"{Environment.NewLine}Image: {c}{Environment.NewLine}");

Console.WriteLine(new C());
Console.WriteLine(new C());

Console.WriteLine($"{Environment.NewLine}Clone: {c.DeepClone()}{Environment.NewLine}");

Console.WriteLine(new C());
Console.WriteLine(new C());

结果:

C.random = 92 B.random = 66 A.random = 71
C.random = 36 B.random = 64 A.random = 17

Image: C.random = 96 B.random = 18 A.random = 46

C.random = 60 B.random = 7 A.random = 37
C.random = 78 B.random = 11 A.random = 18

Clone: C.random = 96 B.random = 18 A.random = 46

C.random = 33 B.random = 63 A.random = 38
C.random = 4 B.random = 5 A.random = 79

注意,所有新对象的随机字段都有随机值,但克隆与图像完全匹配

演示2:

class D
{
    public event EventHandler Event;
    public void RaiseEvent() => Event?.Invoke(this, EventArgs.Empty);
}

// ...

var image = new D();
Console.WriteLine($"Created obj #{image.GetHashCode()}");

image.Event += (sender, e) => Console.WriteLine($"Event from obj #{sender.GetHashCode()}");
Console.WriteLine($"Subscribed to event of obj #{image.GetHashCode()}");

image.RaiseEvent();
image.RaiseEvent();

var clone = image.DeepClone();
Console.WriteLine($"obj #{image.GetHashCode()} cloned to obj #{clone.GetHashCode()}");

clone.RaiseEvent();
image.RaiseEvent();

结果:

Created obj #46104728
Subscribed to event of obj #46104728
Event from obj #46104728
Event from obj #46104728
obj #46104728 cloned to obj #12289376
Event from obj #12289376
Event from obj #46104728

注意,事件支持字段也被复制,客户端也订阅了克隆的事件。

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();

使用System.Text.Json:

https://devblogs.microsoft.com/dotnet/try-the-new-system-text-json-apis/

public static T DeepCopy<T>(this T source)
{
    return source == null ? default : JsonSerializer.Parse<T>(JsonSerializer.ToString(source));
}

新的API使用Span<T>。这应该很快,最好做一些基准测试。

注意:不需要像Json.NET那样使用ObjectCreationHandling。Replace,因为默认情况下它将替换集合值。您现在应该忘记Json.NET,因为所有的东西都将被新的官方API所取代。

我不确定这是否适用于私人领域。