C# 深拷贝 浅拷贝

1.深拷贝与浅拷贝

  拷贝即是通常所说的复制(Copy)或克隆(Clone)，对象的拷贝也就是从现有对象复制一个“一模一样”的新对象出来。虽然都是复制对象，但是不同的复制方法，复制出来的新对象却并非完全一模一样，对象内部存在着一些差异。通常的拷贝方法有两种，即深拷贝和浅拷贝，那二者之间有何区别呢？MSDN里对IClone接口的Clone方法有这样的说明：在深层副本中，所有的对象都是重复的；而在浅表副本中，只有顶级对象是重复的，并且顶级以下的对象包含引用。可以看出，深拷贝和浅拷贝之间的区别在于是否复制了子对象。这如何理解呢？下面我通过带有子对象的代码来验证二者的区别。

首先定义两个类型：Student和ClassRoom，其中Student类型里包含ClassRoom，并使这两个类型都分别实现自定义的深拷贝接口(IDeepCopy)和浅拷贝接口(IShallowCopy)。

类图如下：

定义代码如下：

///<summary>/// 深拷贝接口     ///</summary>interface IDeepCopy     {         object DeepCopy();     }
    ///<summary>/// 浅拷贝接口     ///</summary>interface IShallowCopy     {         object ShallowCopy();     }
    ///<summary>/// 教室信息     ///</summary>class ClassRoom : IDeepCopy, IShallowCopy     {         publicint RoomID =1;         publicstring RoomName ="Room1";
        publicoverridestring ToString()         {             return"RoomID="+ RoomID +"\tRoomName="+ RoomName;         }         publicobject DeepCopy()         {             ClassRoom r =new ClassRoom();             r.RoomID =this.RoomID;             r.RoomName =this.RoomName;             return r;         }         publicobject ShallowCopy()         {             //直接使用内置的浅拷贝方法返回returnthis.MemberwiseClone();         }     }
    class Student : IDeepCopy, IShallowCopy     {         //为了简化，使用public 字段publicstring Name;         publicint Age;         //自定义类型，假设每个Student只拥有一个ClassRoompublic ClassRoom Room =new ClassRoom();
        public Student()         {         }         public Student(string name, int age)         {             this.Name = name;             this.Age = age;         }         publicobject DeepCopy()         {             Student s =new Student();             s.Name =this.Name;             s.Age =this.Age;             s.Room = (ClassRoom)this.Room.DeepCopy();             return s;         }         publicobject ShallowCopy()         {             returnthis.MemberwiseClone();         }
        publicoverridestring ToString()         {             return"Name:"+ Name +"\tAge:"+ Age +"\t"+ Room.ToString();         }
    } 
复制代码

测试代码：

Student s1 =new Student("Vivi", 28); Console.WriteLine("s1=["+ s1 +"]"); Student s2 = (Student)s1.ShallowCopy(); //Student s2 = (Student)s1.DeepCopy(); Console.WriteLine("s2=["+ s2 +"]"); //此处s2和s1内容相同 Console.WriteLine("-----------------------------"); //修改s2的内容 s2.Name ="tianyue"; s2.Age =25; s2.Room.RoomID =2; s2.Room.RoomName ="Room2"; Console.WriteLine("s1=["+ s1 +"]"); Console.WriteLine("s2=["+ s2 +"]"); //再次打印两个对象以比较 Console.ReadLine();

运行结果：

a.ShallowCopy

s1=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=1        RoomName=Room1] s2=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=1        RoomName=Room1] -------------------------------------------------------------

s1=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=2        RoomName=Room2] s2=[Name:tianyue        Age:25  RoomID=2        RoomName=Room2]

b.DeepCopy

s1=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=1        RoomName=Room1] s2=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=1        RoomName=Room1] ----------------------------- s1=[Name:Vivi   Age:28  RoomID=1        RoomName=Room1] s2=[Name:tianyue        Age:25  RoomID=2        RoomName=Room2]

从以上结果可以看出，深拷贝时两个对象是完全“分离”的，改变其中一个，不会影响到另一个对象；浅拷贝时两个对象并未完全“分离”，改变顶级对象的内容，不会对另一个对象产生影响，但改变子对象的内容，则两个对象同时被改变。这种差异的产生，即是取决于拷贝子对象时复制内存还是复制指针。深拷贝为子对象重新分配了一段内存空间，并复制其中的内容；浅拷贝仅仅将指针指向原来的子对象。

示意图如下：

2.浅拷贝与赋值操作

大多数面向对象语言中的赋值操作都是传递引用，即改变对象的指针地址，而并没有复制内存，也没有做任何复制操作。由此可知，浅拷贝与赋值操作的区别是顶级对象的复制与否。当然，也有一些例外情况，比如类型定义中重载赋值操作符（assignment operator），或者某些类型约定按值传递，就像C＃中的结构体和枚举类型。

赋值操作示意图如下：