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详解 c# 克隆

article 2025/8/25 7:08:17

克隆方法是原型设计模式中必须使用的方式，它将返回一个与当前对象数据一致的对象。正如其名，犹如一个模子雕刻而出。克隆类型分为两种：浅克隆、深克隆。

1、浅克隆

浅克隆方式是最简单、最直接的方式。只需要类实现接口ICloneable（在命名空间System.Runtime.InteropServices下）的Clone方法，在方法中使用加入对当前类的MemberwiseClone()方法即可。在浅克隆中，如果原型对象的成员变量是值类型，将复制一份给克隆对象；如果原型对象的成员变量是引用类型，则将引用对象的地址复制一份给克隆对象。

在这里插入图片描述

如：

public class Student:ICloneable
{/// <summary>/// 值类型/// </summary>public int ID { get; set; }　　 /// <summary>/// 引用类型/// </summary>public object obj { get; set; }public object Clone(){return this.MemberwiseClone();}
}

以上方法实现了对类对象的浅克隆方式。但是在该类中具有引用类型字段，浅克隆方法无法对引用字段进行克隆，引用字段仅仅是对其进行了地址引用。所以，当修改原本或者副本的引用字段的数据时，另一个对象的引用对象的数据同样会变化。深克隆将有效的解决此问题。

2、深克隆

深克隆相对于浅克隆方式比较复杂。深克隆是无论原型对象的成员变量是值类型还是引用类型，都将复制一份给克隆对象，深克隆将原型对象的所有引用对象也复制一份给克隆对象。

在这里插入图片描述

深克隆实现的机制是将对象进行序列化为数据后，再次将数据反序列化为新的对象。序列化就是将对象写到流的过程，写到流中的对象是原有对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于内存中。通过序列化实现的拷贝不仅可以复制对象本身，而且可以复制其引用的成员对象，因此通过序列化将对象写到一个流中，再从流里将其读出来，可以实现深克隆。注意，在实现序列化前需要在类的上方标记为可序列化。本文采用的序列化方式为二进制序列化。

主要实现的代码如下：

[Serializable]//标记特性：可序列化public class Student{/// <summary>/// 值类型/// </summary>public int ID { get; set; }/// <summary>/// 引用类型/// </summary>public object obj { get; set; }public Student Clone( ){Student clone = new Student();using (Stream stream = new MemoryStream()){IFormatter formatter = new BinaryFormatter();try{formatter.Serialize(stream, this);stream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);clone = formatter.Deserialize(stream) as Student;}catch (SerializationException e){Console.WriteLine("Failed to serialize. Reason: " + e.Message);throw;}}return clone;}}

深克隆实现机制相对复杂、效率稍慢，但它克服了浅克隆方式的不足，使得克隆对象时将类中的引用类型数据完全克隆为新的对象，而不是引用原本中的对象。如此，在修改双方的引用类型对象的数据时不会对另一方造成干扰。

但为每一个类都实现克隆方式，而重复书写相同代码未免麻烦。因此引入泛型方法。

3、泛型方法实现克隆

泛型的出现使得可以良好的解决在多个类或结构vb.net教程体中都需要进行克隆时重复编写代码的麻烦。在外部只需要使用相关方法即可。其代码如下：

public class Clone{/// <summary>/// 深克隆/// </summary>/// <typeparam name="T"></typeparam>/// <param name="t"></param>/// <returns></returns>public static T DepthClone<T>(T t){T clone = default(T);using (Stream stream = new MemoryStream()){IFormatter formatter = new BinaryFormatter();try{formatter.Serialize(stream, t);stream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);clone = (T)formatter.Deserialize(stream);}catch (SerializationException e){Console.WriteLine("Failed to serialize. Reason: " + e.Message);throw;}}return clone;}}

在外部使用的方法如下：

Student stu1 = new Student();//实例化一个对象
stu1.obj = new object();//实例化对象中的引用对象
Student stu2 = Clone.DepthClone(stu1);//深克隆对象

4、扩展方法

扩展方法的出现可以很好的解决类自身直接调用克隆方法，而不需要调用静态类的方法，返回对象值。但其本身与泛型方法类似，不过为了使所有类都能使用定义的深克隆方法，此处使用对顶级类Object进行方法的扩展，其返回的值也是object类型。具体方法如下：

/// <summary>/// 注：扩展方法必须在静态类中/// </summary>public static class Clone{/// <summary>/// 深克隆/// </summary>/// <param name="obj">原始版本对象</param>/// <returns>深克隆后的对象</returns>public static object DepthClone(this object obj){object clone = new object();using (Stream stream = new MemoryStream()){IFormatter formatter = new BinaryFormatter();try{formatter.Serialize(stream, obj);stream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);clone = formatter.Deserialize(stream);}catch (SerializationException e){Console.WriteLine("Failed to serialize. Reason: " + e.Message);throw;}}return clone;}}

使用方法示例：

Student stu1 = new Student();//实例化一个对象
stu1.obj = new object();//实例化对象中的引用对象
Student stu2 = stu1.DepthClone() as Student;//深克隆对象；注意：在此需要将object对象转换为我们需要的对象类型