C# 深入解析深拷贝和浅拷贝

一、前言

这个星期参加了一个面试，面试中问到深浅拷贝的区别，然后我就简单了讲述了它们的之间的区别，然后面试官又继续问，如何实现一个深拷贝呢？当时只回答回答了一种方式，就是使用反射，然后面试官提示还可以通过反序列化和表达树的方式。然后又继续问，如果用反射来实现深拷贝的话，如何解决互相引用对象的问题呢？ 当时我给出的答案是说那就不用反射去实现呗，用反序列化实现呗，或者直接避免使两个对象互相引用呗。然后面试官说，如果一定用反射来写，你是怎么去解决这个问题呢？这时候我就愣住了。

这样也就有了这篇文章。今天就来深入解析下深浅拷贝的问题。

二、深拷贝 Vs 浅拷贝

首先，讲到深浅拷贝，自然就有一个问题来了？什么是深拷贝，什么又是浅拷贝呢？下面就具体介绍下它们的定义。

深拷贝：指的是拷贝一个对象时，不仅仅把对象的引用进行复制，还把该对象引用的值也一起拷贝。这样进行深拷贝后的拷贝对象就和源对象互相独立，其中任何一个对象的改动都不会对另外一个对象造成影响。举个例子，一个人叫张三，然后使用克隆技术以张三来克隆另外一个人叫李四，这样张三和李四就是相互独立的，不管张三缺胳膊还是李四少腿了都不会影响另外一个人。在.NET领域，值对象就是典型的例子，如int, Double以及结构体和枚举等。具体例子如下所示：

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int source = 123;
// 值类型赋值内部执行深拷贝
int copy = source;
// 对拷贝对象进行赋值不会改变源对象的值
copy = 234;
// 同样对源对象赋值也不会改变拷贝对象的值
source = 345;
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　　浅拷贝：指的是拷贝一个对象时，仅仅拷贝对象的引用进行拷贝，但是拷贝对象和源对象还是引用同一份实体。此时，其中一个对象的改变都会影响到另一个对象。例如，一个人一开始叫张三，后来改名字为张老三了，可是他们还是同一个人，不管张三缺胳膊还是张老三少腿，都反应在同一个人身上。在.NET中引用类型就是一个例子。如类类型。具体例子如下所示：

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    public class Person
        {
            public string Name { get; set; }
        }
    
        class Program
        {
            static void Main(string[] args)
            {
                Person sourceP = new Person() { Name = "张三" };
                Person copyP = sourceP; // 浅拷贝
                copyP.Name = "张老三"; // 拷贝对象改变Name值
                // 结果都是"张老三",因为实现的是浅拷贝，一个对象的改变都会影响到另一个对象
                Console.WriteLine("Person.Name: [SourceP: {0}] [CopyP:{1}]", sourceP.Name, copyP.Name);
                Console.Read();
            }
        }

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三、深浅拷贝的几种实现方式
　　上面已经明白了深浅拷贝的定义，至于他们之间的区别也在定义中也有所体现。介绍完了它们的定义和区别之后，自然也就有了如何去实现它们呢？

对于，浅拷贝的实现方式很简单，.NET自身也提供了实现。我们知道，所有对象的父对象都是System.Object对象，这个父对象中有一个MemberwiseClone方法，该方法就可以用来实现浅拷贝，下面具体看看浅拷贝的实现方式，具体演示代码如下所示：

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// 继承ICloneable接口，重新其Clone方法

class ShallowCopyDemoClass : ICloneable
    {
        public int intValue = 1;
        public string strValue = "1";
        public PersonEnum pEnum = PersonEnum.EnumA;
        public PersonStruct pStruct = new PersonStruct() {  StructValue = 1};
        public Person pClass = new Person("1");
        public int[] pIntArray = new int[] { 1 };
        public string[] pStringArray = new string[] { "1" };

        #region ICloneable成员
        public object Clone()
        {
            return this.MemberwiseClone();
        }

        #endregion 

    }

    class Person
    {
        public string Name;
        public Person(string name)
        {
            Name = name;
        }
    }

    public enum PersonEnum
    {
        EnumA = 0,
        EnumB = 1
    }

    public struct PersonStruct
    {
        public int StructValue;
    }

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　　上面类中重写了IConeable接口的Clone方法，其实现直接调用了Object的MemberwiseClone方法来完成浅拷贝，如果想实现深拷贝，也可以在Clone方法中实现深拷贝的逻辑。接下来就是对上面定义的类进行浅拷贝测试了，看看是否是实现的浅拷贝，具体演示代码如下所示：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ShallowCopyDemo();
            // List浅拷贝的演示
            ListShallowCopyDemo();
        }

        public static void ListShallowCopyDemo()
        {
            List<PersonA> personList = new List<PersonA>() 
            {
                new PersonA() { Name="PersonA", Age= 10, ClassA= new A() { TestProperty = "AProperty"} },
                new PersonA() { Name="PersonA2", Age= 20, ClassA= new A() { TestProperty = "AProperty2"} }
            };
            // 下面2种方式实现的都是浅拷贝
            List<PersonA> personsCopy = new List<PersonA>(personList);
            PersonA[] personCopy2 = new PersonA[2];
            p