.NET的深复制方法 .NET的深复制方法（以C#语言为例）
北风其凉 人气:0很多时候我们复制一个对象实例A到实例B，在用实例B去做其他事情的时候，会对实例B进行修改，为保证对B的修改不会影响到A的正常使用，就需要使用到深复制。
我在网上搜到一些深复制的方法，同时写了几组例子对这些方法进行测试。
我的操作系统版本为Win7旗舰版，.NET Framework版本是4.5
测试程序
我建了一个C#窗体应用程序（Winform），其主窗口FormMain的Load函数内容如下：
private void FormMain_Load(object sender, EventArgs e)
{
//测试1：深度复制 自定义类
try
{
Console.WriteLine("=== 深度复制 自定义类 ===");
TestClass test1 = new TestClass();
test1.a = 10;
test1.b = "hello world!";
test1.c = new string[] { "x", "y", "z" };
TestClass test2 = new TestClass();
test2.a = 11;
test2.b = "hello world2!";
test2.c = new string[] { "i", "j", "k" };
test1.d = test2;
Console.WriteLine("---test1_start---");
Console.WriteLine(test1);
Console.WriteLine("---test1_end---");
TestClass test3 = (TestClass)DataManHelper.DeepCopyObject(test1);
Console.WriteLine("---test3_start---");
Console.WriteLine(test3);
Console.WriteLine("---test3_end---");
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.ToString());
}
//测试2：深度复制 可序列化的自定义类
try
{
Console.WriteLine("=== 深度复制 可序列化的自定义类 ===");
TestClassWithS test1 = new TestClassWithS();
test1.a = 10;
test1.b = "hello world!";
test1.c = new string[] { "x", "y", "z" };
TestClassWithS test2 = new TestClassWithS();
test2.a = 11;
test2.b = "hello world2!";
test2.c = new string[] { "i", "j", "k" };
test1.d = test2;
Console.WriteLine("---test1_start---");
Console.WriteLine(test1);
Console.WriteLine("---test1_end---");
TestClassWithS test3 = (TestClassWithS)DataManHelper.DeepCopyObject(test1);
Console.WriteLine("---test3_start---");
Console.WriteLine(test3);
Console.WriteLine("---test3_end---");
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.ToString());
}
//测试3：深度复制 DataTable
try
{
Console.WriteLine("=== 深度复制 DataTable ===");
DataTable dtKirov = new DataTable("TestTable");
dtKirov.Columns.Add("Col1");
dtKirov.Columns.Add("Col2");
dtKirov.Columns.Add("Col3");
dtKirov.Rows.Add("1-1", "1-2", "1-3");
dtKirov.Rows.Add("2-1", "2-2", "2-3");
dtKirov.Rows.Add("3-1", "3-2", "3-3");
Console.WriteLine("=== 复制前 ===");
for (int i = 0; i < dtKirov.Columns.Count; i++)
{
Console.Write(dtKirov.Columns[i].ColumnName + "\t");
}
Console.WriteLine("\n-----------------");
for (int i = 0; i < dtKirov.Columns.Count; i++)
{
for (int j = 0; j < dtKirov.Rows.Count; j++)
{
Console.Write(dtKirov.Rows[i][j].ToString() + "\t");
}
Console.WriteLine();
}
Console.WriteLine();
DataTable dtDreadNought = (DataTable)DataManHelper.DeepCopyObject(dtKirov);
Console.WriteLine("=== 复制后 ===");
for (int i = 0; i < dtDreadNought.Columns.Count; i++)
{
Console.Write(dtDreadNought.Columns[i].ColumnName + "\t");
}
Console.WriteLine("\n-----------------");
for (int i = 0; i < dtDreadNought.Columns.Count; i++)
{
for (int j = 0; j < dtDreadNought.Rows.Count; j++)
{
Console.Write(dtDreadNought.Rows[i][j].ToString() + "\t");
}
Console.WriteLine();
}
Console.WriteLine();
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.ToString());
}
//测试4：深度复制 TextBox
try
{
Console.WriteLine("=== 深度复制 TextBox ===");
txtTest.Text = "1234";
Console.WriteLine("复制前：" + txtTest.Text);
TextBox txtTmp = new TextBox();
txtTmp = (TextBox)DataManHelper.DeepCopyObject(txtTest);
Console.WriteLine("复制后：" + txtTmp.Text);
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.ToString());
}
//测试5：深度复制 DataGridView
try
{
Console.WriteLine("=== 深度复制 DataGridView ===");
DataGridView dgvTmp = new DataGridView();
dgvTmp = (DataGridView)DataManHelper.DeepCopyObject(dgvTest);
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine(ex.ToString());
}
}
其中txtTest是一个测试用的TextBox，dgvTmp是一个测试用的DataGridView，TestClass是一个自定义类，TestClassWithS是添加了Serializable特性的TestClass类，它们的具体实现如下：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
namespace DataCopyTest
{
public class TestClass
{
public int a;
public string b;
public string[] c;
public TestClass d;
public override string ToString()
{
string s = "a:" + a + "\n";
if (b != null)
{
s += "b:" + b + "\n";
}
if (c != null)
{
foreach (string tmps in c)
{
if (!string.IsNullOrWhiteSpace(tmps))
{
s += "c:" + tmps + "\n";
}
}
}
if (d != null)
{
s += d.ToString();
}
return s;
}
}
//支持序列化的TestClass
[Serializable]
public class TestClassWithS
{
public int a;
public string b;
public string[] c;
public TestClassWithS d;
public override string ToString()
{
string s = "a:" + a + "\n";
if (b != null)
{
s += "b:" + b + "\n";
}
if (c != null)
{
foreach (string tmps in c)
{
if (!string.IsNullOrWhiteSpace(tmps))
{
s += "c:" + tmps + "\n";
}
}
}
if (d != null)
{
s += d.ToString();
}
return s;
}
}
}
我对每个搜来的深复制方法，都用了这五个类的实例进行深复制测试，这五个类的特征如下：
I、对自定义类TestClass进行深复制测试
II、对自定义类TestClassWithS进行深复制测试，TestClassWithS是添加了Serializable特性的TestClass类
III、对DataTable进行深复制测试
IV、对控件TextBox进行深复制测试
V、对控件DataGridView进行深复制测试
我们通过实现方法DataManHelper.DeepCopyObject来进行测试
测试深复制方法1
使用二进制流的序列化与反序列化深度复制对象
public static object DeepCopyObject(object obj)
{
BinaryFormatter Formatter = new BinaryFormatter(null,
new StreamingContext(StreamingContextStates.Clone));
MemoryStream stream = new MemoryStream();
Formatter.Serialize(stream, obj);
stream.Position = 0;
object clonedObj = Formatter.Deserialize(stream);
stream.Close();
return clonedObj;
}
五个场景的测试结果为：
I、触发异常SerializationException，原因是该类不支持序列化
“System.Runtime.Serialization.SerializationException”类型的第一次机会异常在 mscorlib.dll 中发生
System.Runtime.Serialization.SerializationException: 程序集“DataCopyTest, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null”中的类型“DataCopyTest.TestClass”未标记为可序列化。
在 System.Runtime.Serialization.FormatterServices.InternalGetSerializableMembers(RuntimeType type)
在 System.Runtime.Serialization.FormatterServices.GetSerializableMembers(Type type, StreamingContext context)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitMemberInfo()
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitSerialize(Object obj, ISurrogateSelector surrogateSelector, StreamingContext context, SerObjectInfoInit serObjectInfoInit, IFormatterConverter converter, ObjectWriter objectWriter, SerializationBinder binder)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.Serialize(Object obj, ISurrogateSelector surrogateSelector, StreamingContext context, SerObjectInfoInit serObjectInfoInit, IFormatterConverter converter, ObjectWriter objectWriter, S“DataCopyTest.vshost.exe”(托管(v4.0.30319)): 已加载“C:\Windows\Microsoft.Net\assembly\GAC_MSIL\System.Numerics\v4.0_4.0.0.0__b77a5c561934e089\System.Numerics.dll”
erializationBinder binder)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.ObjectWriter.Serialize(Object graph, Header[] inHeaders, __BinaryWriter serWriter, Boolean fCheck)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(Stream serializationStream, Object graph, Header[] headers, Boolean fCheck)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(Stream serializationStream, Object graph)
在 DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Object obj) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号 24
在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\FormMain.cs:行号 37
II、可正常复制 （√）
III、可正常复制 （√）
IV、触发异常SerializationException，原因是该类不支持序列化
“System.Runtime.Serialization.SerializationException”类型的第一次机会异常在 mscorlib.dll 中发生
System.Runtime.Serialization.SerializationException: 程序集“System.Windows.Forms, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089”中的类型“System.Windows.Forms.TextBox”未标记为可序列化。
在 System.Runtime.Serialization.FormatterServices.InternalGetSerializableMembers(RuntimeType type)
在 System.Runtime.Serialization.FormatterServices.GetSerializableMembers(Type type, StreamingContext context)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitMemberInfo()
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitSerialize(Object obj, ISurrogateSelector surrogateSelector, StreamingContext context, SerObjectInfoInit serObjectInfoInit, IFormatterConverter converter, ObjectWriter objectWriter, SerializationBinder binder)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.Serialize(Object obj, ISurrogateSelector surrogateSelector, StreamingContext context, SerObjectInfoInit serObjectInfoInit, IFormatterConverter converter, ObjectWriter objectWriter, SerializationBinder binder)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.ObjectWriter.Serialize(Object graph, Header[] inHeaders, __BinaryWriter serWriter, Boolean fCheck)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(Stream serializationStream, Object graph, Header[] headers, Boolean fCheck)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(Stream serializationStream, Object graph)
在 DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Object obj) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号 24
在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\FormMain.cs:行号 128
V、触发异常SerializationException，原因是该类不支持序列化
“System.Runtime.Serialization.SerializationException”类型的第一次机会异常在 mscorlib.dll 中发生
System.Runtime.Serialization.SerializationException: 程序集“System.Windows.Forms, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089”中的类型“System.Windows.Forms.DataGridView”未标记为可序列化。
在 System.Runtime.Serialization.FormatterServices.InternalGetSerializableMembers(RuntimeType type)
在 System.Runtime.Serialization.FormatterServices.GetSerializableMembers(Type type, StreamingContext context)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitMemberInfo()
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitSerialize(Object obj, ISurrogateSelector surrogateSelector, StreamingContext context, SerObjectInfoInit serObjectInfoInit, IFormatterConverter converter, ObjectWriter objectWriter, SerializationBinder binder)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.Serialize(Object obj, ISurrogateSelector surrogateSelector, StreamingContext context, SerObjectInfoInit serObjectInfoInit, IFormatterConverter converter, ObjectWriter objectWriter, SerializationBinder binder)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.ObjectWriter.Serialize(Object graph, Header[] inHeaders, __BinaryWriter serWriter, Boolean fCheck)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(Stream serializationStream, Object graph, Header[] headers, Boolean fCheck)
在 System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(Stream serializationStream, Object graph)
在 DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Object obj) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号 24
在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\FormMain.cs:行号 141
结论：利用序列化与反序列化到二进制流的方法深复制对象，只有在该对象支持Serializable特性时才可使用
测试深复制方法2
public static object DeepCopyObject(object obj)
{
Type t = obj.GetType();
PropertyInfo[] properties = t.GetProperties();
Object p = t.InvokeMember("", System.Reflection.BindingFlags.CreateInstance, null, obj, null);
foreach (PropertyInfo pi in properties)
{
if (pi.CanWrite)
{
object value = pi.GetValue(obj, null);
pi.SetValue(p, value, null);
}
}
return p;
}
五个场景的测试结果为：
I、不会触发异常，但结果完全错误
II、不会触发异常，但结果完全错误
III、不会触发异常，但结果完全错误
IV、Text字段赋值结果正确，但其他内容不能保证
V、触发异常ArgumentOutOfRangeException、TargetInvocationException
“System.ArgumentOutOfRangeException”类型的第一次机会异常在 System.Windows.Forms.dll 中发生
“System.Reflection.TargetInvocationException”类型的第一次机会异常在 mscorlib.dll 中发生
System.Reflection.TargetInvocationException: 调用的目标发生了异常。 ---> System.ArgumentOutOfRangeException: 指定的参数已超出有效值的范围。
参数名: value
在 System.Windows.Forms.DataGridView.set_FirstDisplayedScrollingColumnIndex(Int32 value)
--- 内部异常堆栈跟踪的结尾 ---
在 System.RuntimeMethodHandle.InvokeMethod(Object target, Object[] arguments, Signature sig, Boolean constructor)
在 System.Reflection.RuntimeMethodInfo.UnsafeInvokeInternal(Object obj, Object[] parameters, Object[] arguments)
在 System.Reflection.RuntimeMethodInfo.Invoke(Object obj, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object[] parameters, CultureInfo culture)
在 System.Reflection.RuntimePropertyInfo.SetValue(Object obj, Object value, BindingFlags invokeAttr, Binder binder, Object[] index, CultureInfo culture)
在 System.Reflection.RuntimePropertyInfo.SetValue(Object obj, Object value, Object[] index)
在 DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Object obj) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号 29
在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\FormMain.cs:行号 141
结论：使用这种方法进行所谓深复制，完全是自寻死路！
测试深复制方法3
public static object DeepCopyObject(object obj)
{
if (obj != null)
{
object result = Activator.CreateInstance(obj.GetType());
foreach (FieldInfo field in obj.GetType().GetFields())
{
if (field.FieldType.GetInterface("IList", false) == null)
{
field.SetValue(result, field.GetValue(obj));
}
else
{
IList listObject = (IList)field.GetValue(result);
if (listObject != null)
{
foreach (object item in ((IList)field.GetValue(obj)))
{
listObject.Add(DeepCopyObject(item));
}
}
}
}
return result;
}
else
{
return null;
}
}
五个场景的测试结果为：
I、可正常复制（√）
II、可正常复制（√）
III、未触发异常， 复制后DataTable无行列
IV、未触发异常，Text字段未赋值
V、未触发异常
结论：这个方法只适用于深复制具备简单结构的类（如类中只有基础字段、数组等），对于不支持序列化的对象也可以进行深复制。
测试深复制方法4
这段代码来源同方法3
public static object DeepCopyObject(object obj)
{
if (obj == null)
return null;
Type type = obj.GetType();
if (type.IsValueType || type == typeof(string))
{
return obj;
}
else if (type.IsArray)
{
Type elementType = Type.GetType(
type.FullName.Replace("[]", string.Empty));
var array = obj as Array;
Array copied = Array.CreateInstance(elementType, array.Length);
for (int i = 0; i < array.Length; i++)
{
copied.SetValue(DeepCopyObject(array.GetValue(i)), i);
}
return Convert.ChangeType(copied, obj.GetType());
}
else if (type.IsClass)
{
object toret = Activator.CreateInstance(obj.GetType());
FieldInfo[] fields = type.GetFields(BindingFlags.Public |
BindingFlags.NonPublic | BindingFlags.Instance);
foreach (FieldInfo field in fields)
{
object fieldValue = field.GetValue(obj);
if (fieldValue == null)
continue;
field.SetValue(toret, DeepCopyObject(fieldValue));
}
return toret;
}
else
throw new ArgumentException("Unknown type");
}
五个场景的测试结果为：
I、可正常复制（√）
II、可正常复制（√）
III、触发异常MissingMethodException
“System.MissingMethodException”类型的第一次机会异常在 mscorlib.dll 中发生
System.MissingMethodException: 没有为该对象定义无参数的构造函数。
在 System.RuntimeTypeHandle.CreateInstance(RuntimeType type, Boolean publicOnly, Boolean noCheck, Boolean& canBeCached, RuntimeMethodHandleInternal& ctor, Boolean& bNeedSecurityCheck)
在 System.RuntimeType.CreateInstanceSlow(Boolean publicOnly, Boolean skipCheckThis, Boolean fillCache, StackCrawlMark& stackMark)
在 System.RuntimeType.CreateInstanceDefaultCtor(Boolean publicOnly, Boolean skipCheckThis, Boolean fillCache, StackCrawlMark& stackMark)
在 System.Activator.CreateInstance(Type type, Boolean nonPublic)
在 System.Activator.CreateInstance(Type type)
在 DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Object obj) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号 45
在 DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Object obj) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号 53
在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\FormMain.cs:行号 99
IV、未触发异常，但Text字段也未赋值成功
V、触发异常MissingMethodException
“System.MissingMethodException”类型的第一次机会异常在 mscorlib.dll 中发生
System.MissingMethodException: 没有为该对象定义无参数的构造函数。
在 System.RuntimeTypeHandle.CreateInstance(RuntimeType type, Boolean publicOnly, Boolean noCheck, Boolean& canBeCached, RuntimeMethodHandleInternal& ctor, Boolean& bNeedSecurityCheck)
在 System.RuntimeType.CreateInstanceSlow(Boolean publicOnly, Boolean skipCheckThis, Boolean fillCache, StackCrawlMark& stackMark)
在 System.RuntimeType.CreateInstanceDefaultCtor(Boolean publicOnly, Boolean skipCheckThis, Boolean fillCache, StackCrawlMark& stackMark)
在 System.Activator.CreateInstance(Type type, Boolean nonPublic)
在 System.Activator.CreateInstance(Type type)
在 DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Object obj) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号 45
在 DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Object obj) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号 53
在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\FormMain.cs:行号 141
结论：这个方法的作用类似方法3，只能深复制基本数据类型组成的类
具体问题具体分析
从上面的例子可以看出，想找一个放之四海而皆准的方式去深复制所有对象是很困难的。一些使用高级语言特性（反射）的深复制方法，即使可以在部分类上试用成功，也无法对所有的类都具备十足的把握。因此我认为应该采取下面的方式处理对象的深复制问题：
1、对于由基本数据类型组成的类，为之打上Serializable标签，直接使用序列化与反序列化的方法进行深复制
2、其他较为复杂的类型如DataGridView，可根据自身情况写一个方法进行深复制，之所以在这里说要根据自身情况写方法，是因为在对很多类进行复制时，你只需要复制对你有用的属性就行了。如TextBox控件中，只有Text一个属性对你是有用的，如果你需要在复制后的对象中用到Readonly等属性的值，那么在你自己实现的复制方法中，也加上对这些属性的赋值即可。这样做还有一个好处，就是方便进行一些定制化的开发。
如下面这段代码，就是对DataGridView的一个近似的深复制，这段代码将一个DataGridView（dgv）的内容复制到另一个DataGridView（dgvTmp）中，然后将dgvTmp传递给相关函数用于将DataGridView中的内容输出到Excel文档：
DataGridView dgvTmp = new DataGridView();
dgvTmp.AllowUserToAddRows = false; //不允许用户生成行，否则导出后会多出最后一行
for (int i = 0; i < dgv.Columns.Count; i++)
{
dgvTmp.Columns.Add(dgv.Columns[i].Name, dgv.Columns[i].HeaderText);
if (dgv.Columns[i].DefaultCellStyle.Format.Contains("N")) //使导出Excel文档金额列可做SUM运算
{
dgvTmp.Columns[i].DefaultCellStyle.Format = dgv.Columns[i].DefaultCellStyle.Format;
}
if (!dgv.Columns[i].Visible)
{
dgvTmp.Columns[i].Visible = false;
}
}
for (int i = 0; i < dgv.Rows.Count; i++)
{
object[] objList = new object[dgv.Rows[i].Cells.Count];
for (int j = 0; j < objList.Length; j++)
{
if (dgvTmp.Columns[j].DefaultCellStyle.Format.Contains("N"))
{
objList[j] = dgv.Rows[i].Cells[j].Value; //使导出Excel文档金额列可做SUM运算
}
else
{
objList[j] = dgv.Rows[i].Cells[j].EditedFormattedValue; //数据字典按显示文字导出
}
}
dgvTmp.Rows.Add(objList);
}
这段代码的特点如下：
1、DataGridView的属性AllowUserToAddRows要设置成false，否则导出到Excel文档后，会发现最后会多出一个空行。
2、我们在这里标记了那些列是隐藏列，这样在后面的处理中，如果要删除这些列，那删除的也是dgvTmp的列而不是dgv的列，保护了原数据。
3、对于部分数据字典的翻译，我们传的不是Value而是EditedFormattedValue，这种方式直接使用了dgv在屏幕上显示的翻译后文字，而不是原来的数据字典值。
4、对于部分金额列，需要直接传Value值，同时需要设置该列的DefaultCellStyle.Format，这样可使得这些内容在之后输出到Excel文档后，可做求和运算（Excel中类似“12,345.67”字符串是不能做求和运算的）。
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