.NET的深復制方法（以C#語言為例）

2020-01-24 00:58:17

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供稿：網友

很多時候我們復制一個對象實例A到實例B，在用實例B去做其他事情的時候，會對實例B進行修改，為保證對B的修改不會影響到A的正常使用，就需要使用到深復制。

我在網上搜到一些深復制的方法，同時寫了幾組例子對這些方法進行測試。

我的操作系統版本為Win7旗艦版，.NET Framework版本是4.5

測試程序

我建了一個C#窗體應用程序（Winform），其主窗口FormMain的Load函數內容如下：

private void FormMain_Load(object sender, EventArgs e){ //測試1：深度復制 自定義類 try {  Console.WriteLine("=== 深度復制 自定義類 ===");  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()); }

//測試2：深度復制可序列化的自定義類

 try {  Console.WriteLine("=== 深度復制 可序列化的自定義類 ===");  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()); }

//測試3：深度復制 DataTable

 try {  Console.WriteLine("=== 深度復制 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("=== 復制前 ===");  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("=== 復制后 ===");  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()); }

//測試4：深度復制 TextBox

 try {  Console.WriteLine("=== 深度復制 TextBox ===");  txtTest.Text = "1234";  Console.WriteLine("復制前：" + txtTest.Text);  TextBox txtTmp = new TextBox();  txtTmp = (TextBox)DataManHelper.DeepCopyObject(txtTest);  Console.WriteLine("復制后：" + txtTmp.Text); } catch (Exception ex) {  Console.WriteLine(ex.ToString()); }

//測試5：深度復制 DataGridView

 try {  Console.WriteLine("=== 深度復制 DataGridView ===");  DataGridView dgvTmp = new DataGridView();  dgvTmp = (DataGridView)DataManHelper.DeepCopyObject(dgvTest); } catch (Exception ex) {  Console.WriteLine(ex.ToString()); }}

其中txtTest是一個測試用的TextBox，dgvTmp是一個測試用的DataGridView，TestClass是一個自定義類，TestClassWithS是添加了Serializable特性的TestClass類，它們的具體實現如下：

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;  } }}

我對每個搜來的深復制方法，都用了這五個類的實例進行深復制測試，這五個類的特征如下：

I、對自定義類TestClass進行深復制測試

II、對自定義類TestClassWithS進行深復制測試，TestClassWithS是添加了Serializable特性的TestClass類

III、對DataTable進行深復制測試

IV、對控件TextBox進行深復制測試

V、對控件DataGridView進行深復制測試

我們通過實現方法DataManHelper.DeepCopyObject來進行測試

測試深復制方法1

使用二進制流的序列化與反序列化深度復制對象

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;}

五個場景的測試結果為：

I、觸發異常SerializationException，原因是該類不支持序列化

“System.Runtime.Serialization.SerializationException”類型的第一次機會異常在 mscorlib.dll 中發生
System.Runtime.Serialization.SerializationException: 程序集“DataCopyTest, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null”中的類型“DataCopyTest.TestClass”未標記為可序列化。
   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)): 已加載“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:行號 24
   在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:/MyPrograms/DataCopyTest/DataCopyTest/FormMain.cs:行號 37
II、可正常復制（√）

III、可正常復制（√）

IV、觸發異常SerializationException，原因是該類不支持序列化

“System.Runtime.Serialization.SerializationException”類型的第一次機會異常在 mscorlib.dll 中發生
System.Runtime.Serialization.SerializationException: 程序集“System.Windows.Forms, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089”中的類型“System.Windows.Forms.TextBox”未標記為可序列化。
   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:行號 24
   在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:/MyPrograms/DataCopyTest/DataCopyTest/FormMain.cs:行號 128
V、觸發異常SerializationException，原因是該類不支持序列化

“System.Runtime.Serialization.SerializationException”類型的第一次機會異常在 mscorlib.dll 中發生
System.Runtime.Serialization.SerializationException: 程序集“System.Windows.Forms, Version=4.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=b77a5c561934e089”中的類型“System.Windows.Forms.DataGridView”未標記為可序列化。
   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:行號 24
   在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:/MyPrograms/DataCopyTest/DataCopyTest/FormMain.cs:行號 141
結論：利用序列化與反序列化到二進制流的方法深復制對象，只有在該對象支持Serializable特性時才可使用

測試深復制方法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;}

五個場景的測試結果為：

I、不會觸發異常，但結果完全錯誤

II、不會觸發異常，但結果完全錯誤

III、不會觸發異常，但結果完全錯誤

IV、Text字段賦值結果正確，但其他內容不能保證

V、觸發異常ArgumentOutOfRangeException、TargetInvocationException

“System.ArgumentOutOfRangeException”類型的第一次機會異常在 System.Windows.Forms.dll 中發生
“System.Reflection.TargetInvocationException”類型的第一次機會異常在 mscorlib.dll 中發生
System.Reflection.TargetInvocationException: 調用的目標發生了異常。 ---> System.ArgumentOutOfRangeException: 指定的參數已超出有效值的范圍。
參數名: value
   在 System.Windows.Forms.DataGridView.set_FirstDisplayedScrollingColumnIndex(Int32 value)
   --- 內部異常堆棧跟蹤的結尾 ---
   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:行號 29
   在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:/MyPrograms/DataCopyTest/DataCopyTest/FormMain.cs:行號 141
結論：使用這種方法進行所謂深復制，完全是自尋死路！

測試深復制方法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; }}

五個場景的測試結果為：

I、可正常復制（√）

II、可正常復制（√）

III、未觸發異常，復制后DataTable無行列

IV、未觸發異常，Text字段未賦值

V、未觸發異常

結論：這個方法只適用于深復制具備簡單結構的類（如類中只有基礎字段、數組等），對于不支持序列化的對象也可以進行深復制。

測試深復制方法4

這段代碼來源同方法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");}

五個場景的測試結果為：

I、可正常復制（√）

II、可正常復制（√）

III、觸發異常MissingMethodException

“System.MissingMethodException”類型的第一次機會異常在 mscorlib.dll 中發生
System.MissingMethodException: 沒有為該對象定義無參數的構造函數。
   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:行號 45
   在 DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Object obj) 位置 d:/MyPrograms/DataCopyTest/DataCopyTest/DataManHelper.cs:行號 53
   在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:/MyPrograms/DataCopyTest/DataCopyTest/FormMain.cs:行號 99
IV、未觸發異常，但Text字段也未賦值成功

V、觸發異常MissingMethodException

“System.MissingMethodException”類型的第一次機會異常在 mscorlib.dll 中發生
System.MissingMethodException: 沒有為該對象定義無參數的構造函數。
   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:行號 45
   在 DataCopyTest.DataManHelper.DeepCopyObject(Object obj) 位置 d:/MyPrograms/DataCopyTest/DataCopyTest/DataManHelper.cs:行號 53
   在 DataCopyTest.FormMain.FormMain_Load(Object sender, EventArgs e) 位置 d:/MyPrograms/DataCopyTest/DataCopyTest/FormMain.cs:行號 141
結論：這個方法的作用類似方法3，只能深復制基本數據類型組成的類

具體問題具體分析

從上面的例子可以看出，想找一個放之四海而皆準的方式去深復制所有對象是很困難的。一些使用高級語言特性（反射）的深復制方法，即使可以在部分類上試用成功，也無法對所有的類都具備十足的把握。因此我認為應該采取下面的方式處理對象的深復制問題：

1、對于由基本數據類型組成的類，為之打上Serializable標簽，直接使用序列化與反序列化的方法進行深復制

2、其他較為復雜的類型如DataGridView，可根據自身情況寫一個方法進行深復制，之所以在這里說要根據自身情況寫方法，是因為在對很多類進行復制時，你只需要復制對你有用的屬性就行了。如TextBox控件中，只有Text一個屬性對你是有用的，如果你需要在復制后的對象中用到Readonly等屬性的值，那么在你自己實現的復制方法中，也加上對這些屬性的賦值即可。這樣做還有一個好處，就是方便進行一些定制化的開發。

如下面這段代碼，就是對DataGridView的一個近似的深復制，這段代碼將一個DataGridView（dgv）的內容復制到另一個DataGridView（dgvTmp）中，然后將dgvTmp傳遞給相關函數用于將DataGridView中的內容輸出到Excel文檔：

DataGridView dgvTmp = new DataGridView();dgvTmp.AllowUserToAddRows = false; //不允許用戶生成行，否則導出后會多出最后一行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")) //使導出Excel文檔金額列可做SUM運算 { 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; //使導出Excel文檔金額列可做SUM運算 } else { objList[j] = dgv.Rows[i].Cells[j].EditedFormattedValue; //數據字典按顯示文字導出 } } dgvTmp.Rows.Add(objList);}

這段代碼的特點如下：

1、DataGridView的屬性AllowUserToAddRows要設置成false，否則導出到Excel文檔后，會發現最后會多出一個空行。

2、我們在這里標記了那些列是隱藏列，這樣在后面的處理中，如果要刪除這些列，那刪除的也是dgvTmp的列而不是dgv的列，保護了原數據。

3、對于部分數據字典的翻譯，我們傳的不是Value而是EditedFormattedValue，這種方式直接使用了dgv在屏幕上顯示的翻譯后文字，而不是原來的數據字典值。

4、對于部分金額列，需要直接傳Value值，同時需要設置該列的DefaultCellStyle.Format，這樣可使得這些內容在之后輸出到Excel文檔后，可做求和運算（Excel中類似“12,345.67”字符串是不能做求和運算的）。

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