C#深淺拷貝的深入解析
前言
前面我們學(xué)習(xí)完了設(shè)計(jì)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(duì)象。那么也就是對(duì)對(duì)象進(jìn)行拷貝。這里就涉及到了這么一個(gè)概念。深淺拷貝、何為深拷貝何為淺拷貝呢？我們一起來(lái)看看吧。
淺拷貝
首先我們看看淺拷貝。淺拷貝就是將對(duì)象中的所有字段復(fù)制到新對(duì)象中去，淺拷貝對(duì)于值類(lèi)型和引用類(lèi)型有不同的影響。值類(lèi)型的值被復(fù)制到副本中后，修改副本中的值不會(huì)影響原來(lái)對(duì)象的值。然而引用類(lèi)型被復(fù)制到副本中的是引用類(lèi)型的引用。不是引用的對(duì)象。這樣再修改副本中的值是會(huì)導(dǎo)致原來(lái)對(duì)象的值也被修改了。但是這里引用類(lèi)型情況我們需要排除字符串String類(lèi)型。
那么為何引用類(lèi)型修改副本的值會(huì)造成原來(lái)對(duì)象的值的變化，而string字符串類(lèi)型卻排除在外呢？首先我們需要知道這么一個(gè)概念，string類(lèi)型是一個(gè)不可變的數(shù)據(jù)類(lèi)型，也就是意味著對(duì)字符串對(duì)象進(jìn)行了初始化，該字符串對(duì)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(shí)際上是創(chuàng)建了一個(gè)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(gè)案例：
#region 字符串比較
/// <summary>
/// 獲取引用類(lèi)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
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(shuō)我們先創(chuàng)建a的時(shí)候創(chuàng)建了字符串a(chǎn)，有了一個(gè)引用地址。然后我們創(chuàng)建b的時(shí)候首先會(huì)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(gè)叫做字符駐留池的東西。會(huì)對(duì)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(shuō)明并不是修改原來(lái)的值，而是重新創(chuàng)建了一個(gè)字符串，重新獲取了它的引用地址。
我們接下來(lái)看一個(gè)淺拷貝的案例吧，首先我們準(zhǔn)備的是以下的數(shù)據(jù)類(lèi)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(lèi)
/// </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($"int 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple._int}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo._int}");
Console.WriteLine($"string 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple._string}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo._string}");
Console.WriteLine($"enum 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{(int)simple._enum}\t\t 備份對(duì)象:{(int)simpleTwo._enum}");
Console.WriteLine($"struct 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple._struct.Test}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo._struct.Test}");
Console.WriteLine($"class 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple._class.TestString}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo._class.TestString}");
Console.WriteLine($"int數(shù)組 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple.arrInt[0]}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo.arrInt[0]}");
Console.WriteLine($"string數(shù)組 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple.arrString[0]}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo.arrString[0]}");
}
}
我們通過(guò)繼承ICloneable接口對(duì)這些類(lèi)型都進(jìn)行了淺拷貝然后修改副本對(duì)象。輸出原對(duì)象和副本對(duì)象進(jìn)行比較。我們發(fā)現(xiàn)int,enum,struct、值類(lèi)型以及string這個(gè)特殊的引用類(lèi)型的原對(duì)象值沒(méi)有被影響改變。但是class,int[],string[]這些引用類(lèi)型對(duì)象原對(duì)象被影響改變了值。也就再次驗(yàn)證了我們前面說(shuō)的。淺拷貝是將對(duì)象進(jìn)行賦值到一個(gè)副本對(duì)象中去，值類(lèi)型復(fù)制值，引用類(lèi)型復(fù)制其引用對(duì)象。修改副本對(duì)象值，值類(lèi)型和string原對(duì)象不會(huì)被影響改變，引用類(lèi)型除string其原對(duì)象都會(huì)被影響改變。
深拷貝
我們上面看了淺拷貝，淺拷貝還是有一定的影響的，處理不好可能就成bug。那么我們看看對(duì)應(yīng)的深拷貝又是什么樣的呢？這里可以先聲明，深拷貝對(duì)值類(lèi)型和引用類(lèi)型都沒(méi)有區(qū)別對(duì)待。深拷貝也是將對(duì)象中的所有字段復(fù)制到新對(duì)象中去，但是對(duì)象無(wú)論是值類(lèi)型還是引用類(lèi)型都將被重新創(chuàng)建然后復(fù)制到副本對(duì)象去。對(duì)于副本對(duì)象的修改將不會(huì)影響到原對(duì)象，無(wú)論任何類(lèi)型。
我們繼續(xù)將上面的例子進(jìn)行深拷貝看看：
/// <summary>
/// 深拷貝
/// </summary>
public class DeepClone : ICloneable
{
public int _int = 1;
public string _string = "1";
public EnumTest _enum = EnumTest.TestOne;
public StructTest _struct = new StructTest(1);
public ClassTest _class = new ClassTest("1");
public int[] arrInt = new int[] { 1 };
public string[] arrString = new string[] { "1" };
public object Clone()
{
var NewOne = JsonConvert.SerializeObject(this);
return JsonConvert.DeserializeObject<DeepClone>(NewOne);
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
DeepClone simple = new DeepClone();
var simpleTwo = (DeepClone)simple.Clone();
simpleTwo._int = 2;
simpleTwo._string = "2";
simpleTwo._enum = EnumTest.TestTwo;
simpleTwo._struct.Test = 2;
simpleTwo._class.TestString = "2";
simpleTwo.arrInt[0] = 2;
simpleTwo.arrString[0] = "2";
Console.WriteLine($"int 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple._int}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo._int}");
Console.WriteLine($"string 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple._string}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo._string}");
Console.WriteLine($"enum 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{(int)simple._enum}\t\t 備份對(duì)象:{(int)simpleTwo._enum}");
Console.WriteLine($"struct 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple._struct.Test}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo._struct.Test}");
Console.WriteLine($"class 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple._class.TestString}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo._class.TestString}");
Console.WriteLine($"int數(shù)組 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple.arrInt[0]}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo.arrInt[0]}");
Console.WriteLine($"string數(shù)組 類(lèi)型變化 原對(duì)象：{simple.arrString[0]}\t\t 備份對(duì)象:{simpleTwo.arrString[0]}");
}
}
這里我們看這個(gè)運(yùn)行結(jié)果，無(wú)論值類(lèi)型還是引用類(lèi)型修改副本對(duì)象之后都沒(méi)有影響原對(duì)象的值。這也就是深拷貝的特點(diǎn)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(duì)象的字段復(fù)制到新的對(duì)象中去，但是當(dāng)修改新對(duì)象的時(shí)候，值類(lèi)型和string類(lèi)型的字段將不會(huì)影響原對(duì)象的字段，而引用類(lèi)型除string類(lèi)型外都將影響原對(duì)象的值。深拷貝也是將對(duì)象的字段復(fù)制到新的對(duì)象中去，但是無(wú)論是值類(lèi)型還是引用類(lèi)型的改變都不會(huì)影響原對(duì)象的值。因?yàn)樯羁截愂菍⒃瓕?duì)象重新創(chuàng)建然后復(fù)制到副本對(duì)象中去的。
好了，以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。
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