深入了解 .NET 中的对象克隆

• 下载源文件 - 5.79 Kb

引言

在本文中，我将讨论 .NET 编程中一个有趣方面——对象克隆。本文讨论了对象克隆的必要性、实现方式以及一些相关的注意事项。

背景

大家一定都知道 .NET 对象有两种类型：**值类型**和**引用类型**。值类型对象的变量存储对象本身的数据，并具有“赋值时复制”的行为。也就是说，接下来的讨论不适用于值类型。

另一方面，引用类型变量实际上是指向堆上某些内存的指针。因此，如果创建一个新的引用类型变量并将其分配给一个现有对象，您实际上是创建了另一个指向堆上相同内存的指针。那么，如果您需要创建对象的新副本并将其存储在变量中，该怎么办？本文就是为此而写的！

那么，为什么需要克隆？

我认为，如果设置对象的状态成本很高，而您只需要对象的副本来对现有状态进行一些更改，那么克隆就非常必要。让我们举一个很好的例子来理解我刚才说的话。考虑 DataTable 类。构建 DataTable 可能涉及查询数据库以获取架构和数据、添加约束、设置主键等操作。因此，如果您只需要此 DataTable 的新副本，只是为了对架构进行少量更改或添加新行等，那么克隆现有对象并在此副本上进行操作会更明智，而不是重新创建新的 DataTable，这可能需要更多的时间和资源。

克隆也广泛适用于 Array 和集合，在这些情况下，您经常需要现有元素的副本。

克隆的类型

我们可以根据“克隆多少”将克隆分为两种类型：**深克隆**和**浅克隆**。浅克隆是与原始对象类型相同的新实例，其中包含值类型字段的副本。但是，如果字段是引用类型，则复制的是引用，而不是被引用的对象。因此，原始对象中的引用和克隆中的引用指向同一个对象。另一方面，对象的深克隆包含直接或间接由对象引用的所有内容的副本。我们来看一个例子。

X 是一个对象，它引用对象 A，对象 A 也引用对象 M。X 的浅拷贝是对象 Y，它也引用对象 A。相比之下，X 的深拷贝是对象 Y，它直接引用对象 B，并间接引用对象 N，其中 B 是 A 的副本，N 是 M 的副本。下图直观地展示了这一点，以便更好地理解。

 

实现克隆

System.Object 提供了一个受保护的方法 MemberwiseClone，可用于实现浅克隆。此方法被标记为受保护，因此您可以在派生类上下文或该类本身内部访问此方法。

.NET 定义了一个名为 IClonable 的接口，需要实现此接口的类才具有超出浅克隆范围的功能（用于深克隆）。我们需要在接口的 Clone 方法中提供适当的实现来完成此操作。

有多种方法可以实现深克隆。一种方法是将对象序列化到内存流中，然后将其反序列化回新对象。我们将需要使用 **Binary** 格式化程序或 **SOAP** 格式化程序，它们执行深序列化。这种方法的缺点是类及其成员（整个对象图）必须标记为可序列化，否则格式化程序将抛出异常。

**反射**可能是实现此目的的另一种方法。Amir Harel 撰写的一篇好文章引起了我的注意。他使用此方法提供了一个很好的克隆实现。文章中的讨论也很好！链接如下：

• https://codeproject.org.cn/csharp/cloneimpl_class.asp

请注意，对于上述任一方法，成员类型本身必须支持克隆，深克隆才能成功。也就是说，对象图必须是可序列化的，或者各个成员必须提供 IClonable 的实现。如果不是这种情况，那么我们就根本无法深克隆该对象！

结论

作为程序员，提供克隆功能是一件很方便的事情。但是，人们应该意识到提供此功能的必要性，并且在某些情况下，对象**绝对不应该**提供此功能。例如，SQLTransaction 类不支持克隆。此类表示 SQL Server 数据库中的事务。克隆该对象没有意义，因为我们可能无法理解数据库中活动事务的克隆！因此，如果您认为克隆对象的状态可能会在应用程序逻辑中造成不一致，请不要支持克隆。

在本文中，我总结了我对 .NET 中对象克隆的所有理解。如果您有任何其他想法、意见或异议，请随时讨论。这将有助于我建立更好的理解！