浅谈.net平台下深拷贝和浅拷贝

在.net类库中，对象克隆广泛存在于各种类型的实现中，凡是实现了ICloneable接口的类型都具备克隆其对象实例的能力。所以本文讲述的深拷贝和浅拷贝也是在实现ICloneable接口的基础上进行的

基本概念：

浅拷贝：指对象的字段被拷贝，而字段引用的对象不会被拷贝，拷贝对象和原对象仅仅是引用名称有所不同，但是它们共用一份实体。对任何一个对象的改变，都会影响到另外一个对象。大部分的引用类型，实现的都是浅拷贝，引用类型对象之间的赋值，就是复制一个对象引用地址的副本，而指向的对象实例仍然是同一个。

深拷贝：指对象的子段被拷贝，同时字段引用的对象也进行了拷贝。深拷贝创建的是整个源对象的结构，拷贝对象和原对象相互独立，不共享任何实例数据，修改一个对象不会影响到另一个对象。值类型之间的赋值操作，执行的就是深拷贝。

基本概念之参考代码：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Student s1 = new Student("li", 23);

            //浅拷贝
            Student s2 = s1;
            s2.Age = 27;
            s1.ShowInfo();//li's age is 27

            //深拷贝
            int i = 12;
            int j = i;
            j = 22;
            Console.WriteLine(i);//12

            Console.Read();
        }
    }

    class Student
    {
        public string Name;
        public int Age;

        public Student(string name, int age)
        {
            Name = name;
            Age = age;
        }

        public void ShowInfo()
        {
            Console.WriteLine("{0}'s age is {1}", Name, Age);
        }
    }

分析：

在上例中，实例s2对s1进行了浅拷贝，对s2中的Age字段进行更改，继而影响实例s1中的Age字段。

深拷贝中，仅仅是值类型间简单的赋值，对“j”做出的更改不会更改“i”的值。

深浅拷贝的实现：

public object Clone()
{
return this.MemberwiseClone();
}

MemberwiseClone：创建一个浅表副本。过程是创建一个新对象，然后将当前对象的非静态字段复制到该新对象。如果字段是值类型，则对该字段执行逐位复制，如果字段是引用类型，则复制引用但不复制引用对象。

参考代码：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ClassA ca = new ClassA();
            ca.value = 88;
            ClassA ca2 = new ClassA();
            ca2 = (ClassA)ca.Clone();
            ca2.value = 99;
            Console.WriteLine(ca.value + "-----" + ca2.value);//88---99

            ClassB cb = new ClassB();
            cb.Member.value = 13;

            ClassB cb2 = (ClassB)cb.Clone();
            cb2.Member.value = 7;
            Console.WriteLine(cb.Member.value.ToString() + "------" + cb2.Member.value.ToString());//浅拷贝：7---7      深拷贝：13----7          

            Console.Read();
        }
    }

    public class ClassA : ICloneable
    {
        public int value = 0;

        public object Clone()
        {
            return this.MemberwiseClone();
        }
    }

    public class ClassB : ICloneable
    {
        public ClassA Member = new ClassA();

        public object Clone()
        { 
            //浅拷贝
            return this.MemberwiseClone();

            //深拷贝
            ClassB obj = new ClassB();
            obj.Member = (ClassA)Member.Clone();
            return obj;
        }
    }

分析：

上例中，ca2复制ca对象，实现了深度拷贝。结果如同代码中显示：ca2中值类型字段的改变并不影响ca中的字段。

在类ClassB中，引用类型成员Member，如果用ClassA中的clone方法实现则仅仅实现的是浅拷贝，在上述参考代码中能够看出：对cb2的member的改变影响着cb。但是当使用参考代码中的深度拷贝后，对cb2的member的改变则不会影响着cb。

在网上找到一个综合的例子，有对比的来进行解释深浅拷贝：

实例1：

public class Sex:ICloneable 
    {
        private string _PSex;
        public string PSex
        {
            set{ _PSex = value;}
            get { return _PSex; }
        }

        //public object Clone()
        //{
        //    return this.MemberwiseClone();
        //}
    }

    public class Person : ICloneable
    {

        private Sex sex = new Sex();
        public int aa = 3;

        public string pSex
        {
            set { sex.PSex = value; }
            get { return sex.PSex; }
        }
        private string _PName;
        public string PName
        {
            set { this._PName = value; }
            get { return this._PName; }
        }

        public void ShowPersonInfo()
        {
            Console.WriteLine("-------------------------");
            Console.WriteLine("Name:{0} Sex:{1}", _PName, this.pSex);
            Console.WriteLine("-------------------------");
            Console.WriteLine(this.aa);
        }
        //浅拷贝
        public object Clone()
        {
            return this.MemberwiseClone();
        }
        //深拷贝
        public object DeepClone()
        {
            Person newP = new Person();
            newP.PName = this._PName;
            newP.pSex = this.pSex;
            return newP;
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("原对象:");
            Person p = new Person();
            p.PName = "Lee";
            p.pSex = "男";

            p.ShowPersonInfo();//原对象：lee 男 3

            //浅拷贝        
            Person copy = (Person)p.Clone();
            //深拷贝
            Person dcopy = (Person)p.DeepClone();

            Console.WriteLine("修改后的原对象:");
            p.PName = "Zhao";
            p.pSex = "女";
            p.aa = 1;
            p.ShowPersonInfo();//zhao 女 1

            Console.WriteLine("修改后的浅拷贝对象：");
            copy.ShowPersonInfo();//lee 女 3

            Console.WriteLine("修改后的深拷贝对象：");
            dcopy.ShowPersonInfo();//lee 男 3

            Console.WriteLine("直接拷贝对象：");
            Person PP = p;
            PP.ShowPersonInfo();//zhao 女 1

            Console.ReadLine();
        }
    }

分析：

首先需指出，上例中在类Sex中，加入Clone方法和不加对实例中运算结果没有影响。

类Person中，引用类型但却是string类型的PName字段，引用类型pSex字段，值类型aa。

初始值：lee 男 3  （先进行深浅拷贝）

修改值：zhao 女 1

浅拷贝值：lee 女 3

深拷贝值：lee 男 3

直接拷贝值：赵 女 1

结果：上述可以说是对深浅拷贝中经常遇到的几种类型做出总结和对比，相信在一番体悟后可以学到一些知识。

实例2：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int[] numbers = { 2, 3, 4, 5 };
            int[] numbersCopy = new int[5];
            numbers.CopyTo(numbersCopy, 0);
            numbersCopy[2] = 0;

            int[] numbers1 = { 2, 3, 4, 5 };
            int[] numbersClone1 = (int[])numbers1.Clone();
            numbersClone1[2] = 0;

            Console.Write(numbers[2] + "---" + numbersCopy[2]);//4---0
            Console.Write(numbers1[2] + "---" + numbersClone1[2]);//4--0

            //数组的复制也就是引用传递，指向的是同一个地址
            int[] numbers2 = { 2, 3, 4, 5 };
            int[] numbers2Copy = numbers2;
            numbers2Copy[2] = 0;

            Console.Write(numbers2[2]);//0
            Console.Write(numbers2Copy[2]);//0

            Console.Read();
        }
    }