C#解析深淺拷貝

前言

　　前面咱們學習完了設計模式，在其中咱們有了解到原型模式。這裏涉及到了克隆自身對象。那麼也就是對對象進行拷貝。這裏就涉及到了這麼一個概念。深淺拷貝、何爲深拷貝何爲淺拷貝呢？咱們一塊兒來看看吧。

淺拷貝

　　首先咱們看看淺拷貝。淺拷貝就是將對象中的全部字段複製到新對象中去，淺拷貝對於值類型和引用類型有不一樣的影響。值類型的值被複制到副本中後，修改副本中的值不會影響原來對象的值。然而引用類型被複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致使原來對象的值也被修改了。可是這裏引用類型狀況咱們須要排除字符串String類型。

　　那麼爲什麼引用類型修改副本的值會形成原來對象的值的變化，而string字符串類型卻排除在外呢？首先咱們須要知道這麼一個概念，string類型是一個不可變的數據類型，也就是意味着對字符串對象進行了初始化，該字符串對象就不能改變了。表面上咱們修改字符串的內容的方法和運算其實是建立了一個新字符串，而後根據須要能夠把舊字符串的內容複製到新字符串中。怎麼理解你？咱們看下面這個案例：

#region 字符串比較
        /// <summary>
        ///   獲取引用類型的內存地址方法
        /// </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複製代碼

　　這裏咱們看a=」123」,b=」123」。咱們看他們的引用地址是同樣的。也就是說咱們先建立a的時候建立了字符串a，有了一個引用地址。而後咱們建立b的時候首先會尋找是否存在相同的值。若是存在相同的值就獲取其引用地址。這也就是爲何a與b的引用地址是同樣的。這裏涉及到一個叫作字符駐留池的東西。會對字符串進行保存。那麼後面咱們修改b的值而後輸出其引用地址，發現和以前的引用地址不同。說明並非修改原來的值，而是從新建立了一個字符串，從新獲取了它的引用地址。

　　咱們接下來看一個淺拷貝的案例吧，首先咱們準備的是如下的數據類型的值：int，string，enum，struct，class，int[]，string[]。

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

    /// <summary>
    /// 結構體
    /// </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數組 類型變化 原對象：{simple.arrInt[0]}\t\t 備份對象:{simpleTwo.arrInt[0]}");
            Console.WriteLine($"string數組 類型變化 原對象：{simple.arrString[0]}\t\t 備份對象:{simpleTwo.arrString[0]}");
        } 
    }複製代碼

　　咱們經過繼承ICloneable接口對這些類型都進行了淺拷貝而後修改副本對象。輸出原對象和副本對象進行比較。咱們發現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。可是class,int[],string[]這些引用類型對象原對象被影響改變了值。也就再次驗證了咱們前面說的。淺拷貝是將對象進行賦值到一個副本對象中去，值類型複製值，引用類型複製其引用對象。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

　　咱們上面看了淺拷貝，淺拷貝仍是有必定的影響的，處理很差可能就成bug。那麼咱們看看對應的深拷貝又是什麼樣的呢？這裏能夠先聲明，深拷貝對值類型和引用類型都沒有區別對待。深拷貝也是將對象中的全部字段複製到新對象中去，可是對象不管是值類型仍是引用類型都將被從新建立而後複製到副本對象去。對於副本對象的修改將不會影響到原對象，不管任何類型。

　　咱們繼續將上面的例子進行深拷貝看看：

/// <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數組 類型變化 原對象：{simple.arrInt[0]}\t\t 備份對象:{simpleTwo.arrInt[0]}");
            Console.WriteLine($"string數組 類型變化 原對象：{simple.arrString[0]}\t\t 備份對象:{simpleTwo.arrString[0]}");
        } 
    }複製代碼

這裏咱們看這個運行結果，不管值類型仍是引用類型修改副本對象以後都沒有影響原對象的值。這也就是深拷貝的特色了。

總結

　　咱們看完了淺拷貝與深拷貝，咱們仔細回顧下。淺拷貝將對象的字段複製到新的對象中去，可是當修改新對象的時候，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複製到新的對象中去，可是不管是值類型仍是引用類型的改變都不會影響原對象的值。由於深拷貝是將原對象從新建立而後複製到副本對象中去的。

　　人生只有走出來的美麗，沒有等出來的輝煌。

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