C#深淺拷貝的深入解析

前言

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前面我們學(xué)習(xí)完了設(shè)計模式，在其中我們有了解到原型模式。這里涉及到了克隆自身對象。那么也就是對對象進(jìn)行拷貝。這里就涉及到了這么一個概念。深淺拷貝、何為深拷貝何為淺拷貝呢？我們一起來看看吧。

淺拷貝

首先我們看看淺拷貝。淺拷貝就是將對象中的所有字段復(fù)制到新對象中去，淺拷貝對于值類型和引用類型有不同的影響。值類型的值被復(fù)制到副本中后，修改副本中的值不會影響原來對象的值。然而引用類型被復(fù)制到副本中的是引用類型的引用。不是引用的對象。這樣再修改副本中的值是會導(dǎo)致原來對象的值也被修改了。但是這里引用類型情況我們需要排除字符串String類型。

那么為何引用類型修改副本的值會造成原來對象的值的變化，而string字符串類型卻排除在外呢？首先我們需要知道這么一個概念，string類型是一個不可變的數(shù)據(jù)類型，也就是意味著對字符串對象進(jìn)行了初始化，該字符串對象就不能改變了。表面上我們修改字符串的內(nèi)容的方法和運(yùn)算實際上是創(chuàng)建了一個新字符串，然后根據(jù)需要可以把舊字符串的內(nèi)容復(fù)制到新字符串中。怎么理解你？我們看下面這個案例：

  #region 字符串比較
  /// <summary>
  /// 獲取引用類型的內(nèi)存地址方法
  /// </summary>
  /// <param name="o"></param>
  /// <returns></returns>
  public static string getMemory(object o)
  {
   GCHandle h = GCHandle.Alloc(o, GCHandleType.Pinned);
   IntPtr addr = h.AddrOfPinnedObject();
   return "0x" + addr.ToString("X");
  }
  /// <summary>
  /// 字符串比較
  /// </summary>
  public static void Compares()
  {
   string a = "123";
   Console.WriteLine("a的引用地址：\t\t" + getMemory(a));
   string b = "123";
   Console.WriteLine("b的引用地址：\t\t" + getMemory(b));
   Console.WriteLine("a與b的比較：\t\t" + Object.ReferenceEquals(a, b));
   b = "456";
   Console.WriteLine("b的引用地址：\t\t" + getMemory(b));


  }

  #endregion

C#深淺拷貝的深入解析

這里我們看a=”123”,b=”123”。我們看他們的引用地址是一樣的。也就是說我們先創(chuàng)建a的時候創(chuàng)建了字符串a(chǎn)，有了一個引用地址。然后我們創(chuàng)建b的時候首先會尋找是否存在相同的值。如果存在相同的值就獲取其引用地址。這也就是為什么a與b的引用地址是一樣的。這里涉及到一個叫做字符駐留池的東西。會對字符串進(jìn)行保存。那么后面我們修改b的值然后輸出其引用地址，發(fā)現(xiàn)和之前的引用地址不一樣。說明并不是修改原來的值，而是重新創(chuàng)建了一個字符串，重新獲取了它的引用地址。

我們接下來看一個淺拷貝的案例吧，首先我們準(zhǔn)備的是以下的數(shù)據(jù)類型的值：int，string，enum，struct，class，int[]，string[]。

 /// <summary>
 /// 枚舉
 /// </summary>
 public enum EnumTest
 {
  TestOne = 1,
  TestTwo = 2
 }

 /// <summary>
 /// 結(jié)構(gòu)體
 /// </summary>
 public struct StructTest
 {
  public int Test;
  public StructTest(int i)
  {
   Test = i;
  }
 }

 /// <summary>
 /// 類
 /// </summary>
 public class ClassTest
 {
  public string TestString;
  public ClassTest(string _string)
  {
   TestString = _string;
  }
 }
 /// <summary>
 /// 深拷貝
 /// </summary>
 public class DeepClone : ICloneable
 {
  public int _int = 1;
  public string _string = "1";
  public EnumTest _enum = EnumTest.TestOne;
  public StructTest _struct = new StructTest(1);
  public ClassTest _class = new ClassTest("1");
  public int[] arrInt = new int[] { 1 };
  public string[] arrString = new string[] { "1" };
  public object Clone()
  {
   var NewOne = JsonConvert.SerializeObject(this);
   return JsonConvert.DeserializeObject<DeepClone>(NewOne);
  } 
 }
 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   DeepClone simple = new DeepClone();
   var simpleTwo = (DeepClone)simple.Clone();
   simpleTwo._int = 2;
   simpleTwo._string = "2";
   simpleTwo._enum = EnumTest.TestTwo;
   simpleTwo._struct.Test = 2;
   simpleTwo._class.TestString = "2";
   simpleTwo.arrInt[0] = 2;
   simpleTwo.arrString[0] = "2";

   Console.WriteLine($"int 類型變化  原對象：{simple._int}\t\t    備份對象:{simpleTwo._int}");
   Console.WriteLine($"string 類型變化 原對象：{simple._string}\t\t   備份對象:{simpleTwo._string}");
   Console.WriteLine($"enum 類型變化 原對象：{(int)simple._enum}\t\t   備份對象:{(int)simpleTwo._enum}");
   Console.WriteLine($"struct 類型變化 原對象：{simple._struct.Test}\t\t  備份對象:{simpleTwo._struct.Test}");
   Console.WriteLine($"class 類型變化 原對象：{simple._class.TestString}\t\t 備份對象:{simpleTwo._class.TestString}");
   Console.WriteLine($"int數(shù)組 類型變化 原對象：{simple.arrInt[0]}\t\t   備份對象:{simpleTwo.arrInt[0]}");
   Console.WriteLine($"string數(shù)組 類型變化 原對象：{simple.arrString[0]}\t\t 備份對象:{simpleTwo.arrString[0]}");
  } 
 }

C#深淺拷貝的深入解析

我們通過繼承ICloneable接口對這些類型都進(jìn)行了淺拷貝然后修改副本對象。輸出原對象和副本對象進(jìn)行比較。我們發(fā)現(xiàn)int,enum,struct、值類型以及string這個特殊的引用類型的原對象值沒有被影響改變。但是class,int[],string[]這些引用類型對象原對象被影響改變了值。也就再次驗證了我們前面說的。淺拷貝是將對象進(jìn)行賦值到一個副本對象中去，值類型復(fù)制值，引用類型復(fù)制其引用對象。修改副本對象值，值類型和string原對象不會被影響改變，引用類型除string其原對象都會被影響改變。

深拷貝

我們上面看了淺拷貝，淺拷貝還是有一定的影響的，處理不好可能就成bug。那么我們看看對應(yīng)的深拷貝又是什么樣的呢？這里可以先聲明，深拷貝對值類型和引用類型都沒有區(qū)別對待。深拷貝也是將對象中的所有字段復(fù)制到新對象中去，但是對象無論是值類型還是引用類型都將被重新創(chuàng)建然后復(fù)制到副本對象去。對于副本對象的修改將不會影響到原對象，無論任何類型。

我們繼續(xù)將上面的例子進(jìn)行深拷貝看看：

 /// <summary>
 /// 深拷貝
 /// </summary>
 public class DeepClone : ICloneable
 {
  public int _int = 1;
  public string _string = "1";
  public EnumTest _enum = EnumTest.TestOne;
  public StructTest _struct = new StructTest(1);
  public ClassTest _class = new ClassTest("1");
  public int[] arrInt = new int[] { 1 };
  public string[] arrString = new string[] { "1" };
  public object Clone()
  {
   var NewOne = JsonConvert.SerializeObject(this);
   return JsonConvert.DeserializeObject<DeepClone>(NewOne);
  } 
 }

 class Program
 {
  static void Main(string[] args)
  {
   DeepClone simple = new DeepClone();
   var simpleTwo = (DeepClone)simple.Clone();
   simpleTwo._int = 2;
   simpleTwo._string = "2";
   simpleTwo._enum = EnumTest.TestTwo;
   simpleTwo._struct.Test = 2;
   simpleTwo._class.TestString = "2";
   simpleTwo.arrInt[0] = 2;
   simpleTwo.arrString[0] = "2";

   Console.WriteLine($"int 類型變化  原對象：{simple._int}\t\t    備份對象:{simpleTwo._int}");
   Console.WriteLine($"string 類型變化 原對象：{simple._string}\t\t   備份對象:{simpleTwo._string}");
   Console.WriteLine($"enum 類型變化 原對象：{(int)simple._enum}\t\t   備份對象:{(int)simpleTwo._enum}");
   Console.WriteLine($"struct 類型變化 原對象：{simple._struct.Test}\t\t  備份對象:{simpleTwo._struct.Test}");
   Console.WriteLine($"class 類型變化 原對象：{simple._class.TestString}\t\t 備份對象:{simpleTwo._class.TestString}");
   Console.WriteLine($"int數(shù)組 類型變化 原對象：{simple.arrInt[0]}\t\t   備份對象:{simpleTwo.arrInt[0]}");
   Console.WriteLine($"string數(shù)組 類型變化 原對象：{simple.arrString[0]}\t\t 備份對象:{simpleTwo.arrString[0]}");
  } 
 }

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這里我們看這個運(yùn)行結(jié)果，無論值類型還是引用類型修改副本對象之后都沒有影響原對象的值。這也就是深拷貝的特點了。

總結(jié)

我們看完了淺拷貝與深拷貝，我們仔細(xì)回顧下。淺拷貝將對象的字段復(fù)制到新的對象中去，但是當(dāng)修改新對象的時候，值類型和string類型的字段將不會影響原對象的字段，而引用類型除string類型外都將影響原對象的值。深拷貝也是將對象的字段復(fù)制到新的對象中去，但是無論是值類型還是引用類型的改變都不會影響原對象的值。因為深拷貝是將原對象重新創(chuàng)建然后復(fù)制到副本對象中去的。

好了，以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，謝謝大家對創(chuàng)新互聯(lián)的支持。

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