.NET的深复制方法（以C#语言为例）
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，.NETFramework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：
privatevoidFormMain_Load(objectsender,EventArgse)
{
//测试1：深度复制自定义类
try
{
Console.WriteLine("===深度复制自定义类===");
TestClasstest1=newTestClass();
test1.a=10;
test1.b="helloworld!";
test1.c=newstring[]{"x","y","z"};
TestClasstest2=newTestClass();
test2.a=11;
test2.b="helloworld2!";
test2.c=newstring[]{"i","j","k"};
test1.d=test2;
Console.WriteLine("---test1_start---");
Console.WriteLine(test1);
Console.WriteLine("---test1_end---");
TestClasstest3=(TestClass)DataManHelper.DeepCopyObject(test1);
Console.WriteLine("---test3_start---");
Console.WriteLine(test3);
Console.WriteLine("---test3_end---");
}
catch(Exceptionex)
{
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===");
TestClassWithStest1=newTestClassWithS();
test1.a=10;
test1.b="helloworld!";
test1.c=newstring[]{"x","y","z"};
TestClassWithStest2=newTestClassWithS();
test2.a=11;
test2.b="helloworld2!";
test2.c=newstring[]{"i","j","k"};
test1.d=test2;
Console.WriteLine("---test1_start---");
Console.WriteLine(test1);
Console.WriteLine("---test1_end---");
TestClassWithStest3=(TestClassWithS)DataManHelper.DeepCopyObject(test1);
Console.WriteLine("---test3_start---");
Console.WriteLine(test3);
Console.WriteLine("---test3_end---");
}
catch(Exceptionex)
{
Console.WriteLine(ex.ToString());
}
//测试3：深度复制DataTable
try
{
Console.WriteLine("===深度复制DataTable===");
DataTabledtKirov=newDataTable("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(inti=0;i<dtKirov.Columns.Count;i++)
{
Console.Write(dtKirov.Columns[i].ColumnName+"\t");
}
Console.WriteLine("\n-----------------");
for(inti=0;i<dtKirov.Columns.Count;i++)
{
for(intj=0;j<dtKirov.Rows.Count;j++)
{
Console.Write(dtKirov.Rows[i][j].ToString()+"\t");
}
Console.WriteLine();
}
Console.WriteLine();
DataTabledtDreadNought=(DataTable)DataManHelper.DeepCopyObject(dtKirov);
Console.WriteLine("===复制后===");
for(inti=0;i<dtDreadNought.Columns.Count;i++)
{
Console.Write(dtDreadNought.Columns[i].ColumnName+"\t");
}
Console.WriteLine("\n-----------------");
for(inti=0;i<dtDreadNought.Columns.Count;i++)
{
for(intj=0;j<dtDreadNought.Rows.Count;j++)
{
Console.Write(dtDreadNought.Rows[i][j].ToString()+"\t");
}
Console.WriteLine();
}
Console.WriteLine();
}
catch(Exceptionex)
{
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);
TextBoxtxtTmp=newTextBox();
txtTmp=(TextBox)DataManHelper.DeepCopyObject(txtTest);
Console.WriteLine("复制后："+txtTmp.Text);
}
catch(Exceptionex)
{
Console.WriteLine(ex.ToString());
}
//测试5：深度复制DataGridView
try
{
Console.WriteLine("===深度复制DataGridView===");
DataGridViewdgvTmp=newDataGridView();
dgvTmp=(DataGridView)DataManHelper.DeepCopyObject(dgvTest);
}
catch(Exceptionex)
{
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：
usingSystem;
usingSystem.Collections.Generic;
usingSystem.Linq;
usingSystem.Text;
namespaceDataCopyTest
{
publicclassTestClass
{
publicinta;
publicstringb;
publicstring[]c;
publicTestClassd;
publicoverridestringToString()
{
strings="a:"+a+"\n";
if(b!=null)
{
s+="b:"+b+"\n";
}
if(c!=null)
{
foreach(stringtmpsinc)
{
if(!string.IsNullOrWhiteSpace(tmps))
{
s+="c:"+tmps+"\n";
}
}
}
if(d!=null)
{
s+=d.ToString();
}
returns;
}
}
//支持序列化的TestClass
[Serializable]
publicclassTestClassWithS
{
publicinta;
publicstringb;
publicstring[]c;
publicTestClassWithSd;
publicoverridestringToString()
{
strings="a:"+a+"\n";
if(b!=null)
{
s+="b:"+b+"\n";
}
if(c!=null)
{
foreach(stringtmpsinc)
{
if(!string.IsNullOrWhiteSpace(tmps))
{
s+="c:"+tmps+"\n";
}
}
}
if(d!=null)
{
s+=d.ToString();
}
returns;
}
}
}
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
publicstaticobjectDeepCopyObject(objectobj)
{
BinaryFormatterFormatter=newBinaryFormatter(null,
newStreamingContext(StreamingContextStates.Clone));
MemoryStreamstream=newMemoryStream();
Formatter.Serialize(stream,obj);
stream.Position=0;
objectclonedObj=Formatter.Deserialize(stream);
stream.Close();
returnclonedObj;
}
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(RuntimeTypetype)
在System.Runtime.Serialization.FormatterServices.GetSerializableMembers(Typetype,StreamingContextcontext)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitMemberInfo()
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitSerialize(Objectobj,ISurrogateSelectorsurrogateSelector,StreamingContextcontext,SerObjectInfoInitserObjectInfoInit,IFormatterConverterconverter,ObjectWriterobjectWriter,SerializationBinderbinder)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.Serialize(Objectobj,ISurrogateSelectorsurrogateSelector,StreamingContextcontext,SerObjectInfoInitserObjectInfoInit,IFormatterConverterconverter,ObjectWriterobjectWriter,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”
erializationBinderbinder)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.ObjectWriter.Serialize(Objectgraph,Header[]inHeaders,__BinaryWriterserWriter,BooleanfCheck)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(StreamserializationStream,Objectgraph,Header[]headers,BooleanfCheck)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(StreamserializationStream,Objectgraph)
在DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Objectobj)位置d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号24
在DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Objectsender,EventArgse)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(RuntimeTypetype)
在System.Runtime.Serialization.FormatterServices.GetSerializableMembers(Typetype,StreamingContextcontext)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitMemberInfo()
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitSerialize(Objectobj,ISurrogateSelectorsurrogateSelector,StreamingContextcontext,SerObjectInfoInitserObjectInfoInit,IFormatterConverterconverter,ObjectWriterobjectWriter,SerializationBinderbinder)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.Serialize(Objectobj,ISurrogateSelectorsurrogateSelector,StreamingContextcontext,SerObjectInfoInitserObjectInfoInit,IFormatterConverterconverter,ObjectWriterobjectWriter,SerializationBinderbinder)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.ObjectWriter.Serialize(Objectgraph,Header[]inHeaders,__BinaryWriterserWriter,BooleanfCheck)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(StreamserializationStream,Objectgraph,Header[]headers,BooleanfCheck)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(StreamserializationStream,Objectgraph)
在DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Objectobj)位置d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号24
在DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Objectsender,EventArgse)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(RuntimeTypetype)
在System.Runtime.Serialization.FormatterServices.GetSerializableMembers(Typetype,StreamingContextcontext)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitMemberInfo()
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.InitSerialize(Objectobj,ISurrogateSelectorsurrogateSelector,StreamingContextcontext,SerObjectInfoInitserObjectInfoInit,IFormatterConverterconverter,ObjectWriterobjectWriter,SerializationBinderbinder)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.WriteObjectInfo.Serialize(Objectobj,ISurrogateSelectorsurrogateSelector,StreamingContextcontext,SerObjectInfoInitserObjectInfoInit,IFormatterConverterconverter,ObjectWriterobjectWriter,SerializationBinderbinder)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.ObjectWriter.Serialize(Objectgraph,Header[]inHeaders,__BinaryWriterserWriter,BooleanfCheck)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(StreamserializationStream,Objectgraph,Header[]headers,BooleanfCheck)
在System.Runtime.Serialization.Formatters.Binary.BinaryFormatter.Serialize(StreamserializationStream,Objectgraph)
在DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Objectobj)位置d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号24
在DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Objectsender,EventArgse)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
publicstaticobjectDeepCopyObject(objectobj)
{
Typet=obj.GetType();
PropertyInfo[]properties=t.GetProperties();
Objectp=t.InvokeMember("",System.Reflection.BindingFlags.CreateInstance,null,obj,null);
foreach(PropertyInfopiinproperties)
{
if(pi.CanWrite)
{
objectvalue=pi.GetValue(obj,null);
pi.SetValue(p,value,null);
}
}
returnp;
}
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(Int32value)
---内部异常堆栈跟踪的结尾---
在System.RuntimeMethodHandle.InvokeMethod(Objecttarget,Object[]arguments,Signaturesig,Booleanconstructor)
在System.Reflection.RuntimeMethodInfo.UnsafeInvokeInternal(Objectobj,Object[]parameters,Object[]arguments)
在System.Reflection.RuntimeMethodInfo.Invoke(Objectobj,BindingFlagsinvokeAttr,Binderbinder,Object[]parameters,CultureInfoculture)
在System.Reflection.RuntimePropertyInfo.SetValue(Objectobj,Objectvalue,BindingFlagsinvokeAttr,Binderbinder,Object[]index,CultureInfoculture)
在System.Reflection.RuntimePropertyInfo.SetValue(Objectobj,Objectvalue,Object[]index)
在DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Objectobj)位置d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号29
在DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Objectsender,EventArgse)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
publicstaticobjectDeepCopyObject(objectobj)
{
if(obj!=null)
{
objectresult=Activator.CreateInstance(obj.GetType());
foreach(FieldInfofieldinobj.GetType().GetFields())
{
if(field.FieldType.GetInterface("IList",false)==null)
{
field.SetValue(result,field.GetValue(obj));
}
else
{
IListlistObject=(IList)field.GetValue(result);
if(listObject!=null)
{
foreach(objectitemin((IList)field.GetValue(obj)))
{
listObject.Add(DeepCopyObject(item));
}
}
}
}
returnresult;
}
else
{
returnnull;
}
}
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
publicstaticobjectDeepCopyObject(objectobj)
{
if(obj==null)
returnnull;
Typetype=obj.GetType();
if(type.IsValueType||type==typeof(string))
{
returnobj;
}
elseif(type.IsArray)
{
TypeelementType=Type.GetType(
type.FullName.Replace("[]",string.Empty));
vararray=objasArray;
Arraycopied=Array.CreateInstance(elementType,array.Length);
for(inti=0;i<array.Length;i++)
{
copied.SetValue(DeepCopyObject(array.GetValue(i)),i);
}
returnConvert.ChangeType(copied,obj.GetType());
}
elseif(type.IsClass)
{
objecttoret=Activator.CreateInstance(obj.GetType());
FieldInfo[]fields=type.GetFields(BindingFlags.Public|
BindingFlags.NonPublic|BindingFlags.Instance);
foreach(FieldInfofieldinfields)
{
objectfieldValue=field.GetValue(obj);
if(fieldValue==null)
continue;
field.SetValue(toret,DeepCopyObject(fieldValue));
}
returntoret;
}
else
thrownewArgumentException("Unknowntype");
}
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(RuntimeTypetype,BooleanpublicOnly,BooleannoCheck,Boolean&canBeCached,RuntimeMethodHandleInternal&ctor,Boolean&bNeedSecurityCheck)
在System.RuntimeType.CreateInstanceSlow(BooleanpublicOnly,BooleanskipCheckThis,BooleanfillCache,StackCrawlMark&stackMark)
在System.RuntimeType.CreateInstanceDefaultCtor(BooleanpublicOnly,BooleanskipCheckThis,BooleanfillCache,StackCrawlMark&stackMark)
在System.Activator.CreateInstance(Typetype,BooleannonPublic)
在System.Activator.CreateInstance(Typetype)
在DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Objectobj)位置d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号45
在DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Objectobj)位置d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号53
在DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Objectsender,EventArgse)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(RuntimeTypetype,BooleanpublicOnly,BooleannoCheck,Boolean&canBeCached,RuntimeMethodHandleInternal&ctor,Boolean&bNeedSecurityCheck)
在System.RuntimeType.CreateInstanceSlow(BooleanpublicOnly,BooleanskipCheckThis,BooleanfillCache,StackCrawlMark&stackMark)
在System.RuntimeType.CreateInstanceDefaultCtor(BooleanpublicOnly,BooleanskipCheckThis,BooleanfillCache,StackCrawlMark&stackMark)
在System.Activator.CreateInstance(Typetype,BooleannonPublic)
在System.Activator.CreateInstance(Typetype)
在DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Objectobj)位置d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号45
在DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Objectobj)位置d:\MyPrograms\DataCopyTest\DataCopyTest\DataManHelper.cs:行号53
在DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Objectsender,EventArgse)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：
DataGridViewdgvTmp=newDataGridView();
dgvTmp.AllowUserToAddRows=false;//不允许用户生成行，否则导出后会多出最后一行
for(inti=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(inti=0;i<dgv.Rows.Count;i++)
{
object[]objList=newobject[dgv.Rows[i].Cells.Count];
for(intj=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）。