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c# 如何深拷贝和浅拷贝

2026-01-02 00:00:00
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浅拷贝用MemberwiseClone()仅复制第一层引用,新旧对象共享引用类型子对象;深拷贝推荐System.Text.Json序列化反序列化,安全高效;Newtonsoft.Json更灵活但需引入第三方包;禁用BinaryFormatter。

浅拷贝用 MemberwiseClone(),但只复制第一层引用

在 C# 中,MemberwiseClone() 是最直接的浅拷贝方式,它会创建新对象,并把原对象所有字段值(包括引用)逐字节复制过去。对值类型字段是真正复制,对引用类型字段只是复制“引用地址”,所以新旧对象仍共享同一堆内存中的子对象。

常见错误现象:修改拷贝后对象里的 List 或自定义类实例,原对象也跟着变——这就是浅拷贝的典型副作用。

使用场景有限:仅适用于字段全是值类型、或你明确知道引用字段不需要独立副本的情况(比如只读缓存对象)。

  • 必须是 class,且不能是 sealed 以外的限制(但 MemberwiseClone() 本身是 protected,需在类内部调用)
  • 不支持跨程序集深拷贝,也不处理循环引用
  • 性能高,但语义风险大,生产环境慎用

深拷贝推荐用 System.Text.Json 序列化反序列化

对大多数 POCO 类型,用 System.Text.Json 是目前最轻量、安全、无需额外依赖的深拷贝方案。它把对象转成 JSON 字符串再解析回来,天然切断所有引用关系。

示例:

var original = new Person { Name = "Alice", Address = new Address { City = "Beijing" } };
var clone = JsonSerializer.Deserialize(
    JsonSerializer.Serialize(original));

注意点:

  • 目标类型必须有无参构造函数(System.Text.Json 默认需要)
  • 不支持 DateTimeOffset 等部分类型默认序列化(需配置 JsonSerializerOptions
  • 忽略 [JsonIgnore][XmlIgnore] 属性,但不会跳过 private 字段(默认行为)
  • 性能比 BinaryFormatter 好,且无反序列化远程代码执行风险

需要保留类型/字段访问控制时用 Newtonsoft.Json

当你的类有 private setreadonly 字段,或继承结构复杂(如抽象基类 + 多个派生类),System.Text.Json 可能无法还原原始字段状态,这时 Newtonsoft.Json 更灵活。

它支持 JsonPropertyAttribute 控制序列化粒度,也能通过 PreserveReferencesHandling.Objects 处理循环引用(虽然深拷贝一般不希望保留引用)。

关键配置示例:

var settings = new JsonSerializerSettings
{
    ConstructorHandling = ConstructorHandling.AllowNonPublicDefaultConstructor,
    ReferenceLoopHandling = ReferenceLoopHandling.Ignore
};
var clone = JsonConvert.DeserializeObject(
    JsonConvert.SerializeObject(original, settings), settings);

缺点也很明显:

  • 引入第三方 NuGet 包(Newtonsoft.Json
  • 序列化性能略低于 System.Text.Json
  • 若未设 ReferenceLoopHandling,遇到循环引用直接抛 JsonSerializationException

避免踩坑:别用 BinaryFormatter 做深拷贝

BinaryFormatter 曾是 .NET Framework 时代常用的深拷贝手段,但它在 .NET 5+ 已被标记为 不安全且废弃,官方明确不建议用于任何新代码。

原因很实在:

  • 反序列化过程可能执行任意代码(CVE-2017-0199 类风险)
  • 不支持跨版本兼容(.NET Core 和 .NET Framework 的二进制格式不一致)
  • 要求所有类型都标注 [Serializable],且字段不能含不可序列化的资源(如文件句柄、数据库连接)

如果你在老项目里看到 BinaryFormatter.Deserialize() 做拷贝,优先替换为 System.Text.Json 方案,哪怕要补几个 [JsonInclude] 或调整构造函数。

真正难的不是选哪种方式,而是判断“这个对象到底需不需要深拷贝”——比如一个只读的 DTO 传参,根本不需要拷贝;而一个正在被多线程修改的配置对象,浅拷贝可能引发竞态。动手前先想清楚数据生命周期和所有权。

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