C# List<T>复制

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mob604756f61e6c 2021-07-30 13:57:00

//--------------忙忙碌碌，从代码的搬运工做起--------------//

　　在C#中，我们会使用List<T>存储数据，而后，当我们在别处对List<T>中的数据轮询并做逻辑处理时，有时却会发现数据被意外改动了，尤其是在多线程中，这就会引发一系列错误。因此，我们就需要对List<T>做进一步的了解，当然如果你不想了解，那就直接拖到下方看方法代码。

　　首先呢，我们要有个概念，值类型和引用类型。值类型存放的是实际的值，引用类型存放的是值的引用地址。

　　啥意思呢，举个不知道恰不恰当的栗子，张三去买厕纸，掏出了一张纸币付款，纸币上写着10元，这个是值类型；张三去买车子，掏出了一张黑不溜秋的银行卡付款，卡上写着银行卡号，这张卡就是引用类型，通过卡号这个地址，可以划扣掉张三账户里的一百万。

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值类型

　　测试如下：

byte bValue1 = 0;
//打印bValue1 
byte bValue2 = bValue1;
//打印bValue1 、bValue2 
bValue1 = 1;
//打印bValue1 、bValue2 
bValue2 = 2;
//打印bValue1 、bValue2

　　输出如下：

bValue1-0
***********************
bValue1-0,bValue2-0
***********************
bValue1-1,bValue2-0
***********************
bValue1-1,bValue2-2

　　结论：

　　将一个值类型变量的值赋给另一个值类型变量，它传递的是实际的值，对两个变量的操作，结果互不干扰。

引用类型

　　测试如下：

List<byte> lsClone1 = new List<byte>();
lsClone1.Add(1);
//打印lsClone1 
List<byte> lsClone2 = lsClone1;
//打印lsClone1、lsClone2 
lsClone1.Add(2);
//打印lsClone1、lsClone2 
lsClone2.Add(3);
//打印lsClone1、lsClone2

　　输出如下：

ls1-01 
***********************
ls1-01 ,ls2-01 
***********************
ls1-01 02 ,ls2-01 02 
***********************
ls1-01 02 03 ,ls2-01 02 03

　　结论：

　　将一个引用类型变量直接赋给另一个引用类型变量，那么它传递的是引用地址，对不同变量的操作，实际上指向的是同个地址，因此两个变量的存储值保持一致。

再举个栗子

　　值类型：发工资这天，老板王五从金库里拿出了1W元给员工张三，又从金库里拿出了一样多的钱给员工李四，他们两个拿了钱各自消费，大家其乐融融。

　　引用类型：过了一段时间，老板宣布换一种方式发工资，他先给张三发了一把钥匙，说这是金库的钥匙，张三确认了金库里存有1W元，然后再把李四叫进来，给了他一把跟张三一样的钥匙，李四也确认了金库里存有1W元，但是过了不久，张三把金库里的钱取走了，等到李四想去取钱的时候，只能空手而归，于是矛盾产生了，说不定还得打一架。

　　实际上，方式2可以看作是对引用类型的错误使用。

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　　言归正传，List<T>就属于引用类型，对它的操作就得考虑引用类型的特性。

　　一般而言，对于List<T>的复制可以分为浅拷贝和深拷贝两种。

　　浅拷贝就是将变量A的引用地址复制给变量B，变量A与变量B指向同个地址，因此A与B对实际内容的修改是同步的。

　　深拷贝是给变量B重新分配一个地址，把变量A地址指向的内容复制给B，因此A与B对实际内容的修改是互不干扰的。

　　深复制的方式可以有反射、序列化等很多种，就个人理解而言，为了达到重新分配地址的目的，可以将引用类型转换成值类型，再重新转换回引用类型，比如利用Json的序列化与反序列化，或者是遍历List<T>，在值类型的层次将所有项重新赋值。

方法代码：

　　在百度上搜了一下，找了几种方法，如下所示：

方法1：利用Json的序列化与反序列化，需要引用Newtonsoft.Json

　　　　 public static List<T> Clone_ByJson<T>(this List<T> list) where T : new()
        {
            var str = JsonConvert.SerializeObject(list);
            return JsonConvert.DeserializeObject<List<T>>(str);
        }

方法2：利用反射

　　　　 public static List<T> Clone_ByProperties<T>(this List<T> list) where T : new()
        {
            List<T> items = new List<T>();
            foreach (var m in list)
            {
                var model = new T();
                var ps = model.GetType().GetProperties();
                var properties = m.GetType().GetProperties();
                foreach (var p in properties)
                {
                    foreach (var pm in ps)
                    {
                        if (pm.Name == p.Name)
                        {
                            pm.SetValue(model, p.GetValue(m));
                        }
                    }
                }
                items.Add(model);
            }
            return items;
        }

方法3：利用IFormatter的序列化与反序列化，需要引用System.Runtime.Serialization等，需要实体类有[Serializable]特性

　　　　 public static List<T> Clone_ByStream<T>(this List<T> list)
        {
            using (Stream objectStream = new MemoryStream())
            {
                IFormatter formatter = new BinaryFormatter();
                formatter.Serialize(objectStream, list);
                objectStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin);
                return (List<T>)formatter.Deserialize(objectStream);
            }
        }

测试：

        [Serializable]//方法3需要
        public class TestClone
        {
            public TestClone()
            {
                ID = 0;
                Items = new byte[] { 0, 1 };
                Remark = "";
            }
            public int ID { get; set; }
            public byte[] Items { get; set; }
            public string Remark { get; set; }
        }

        private void button_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            List<TestClone> clone = new List<TestClone>();
            int i = 0;
            TestClone c = new TestClone();
            i = 1;
            c.ID = i; c.Items = new byte[] { 1, 2, 3 }; c.Remark = "No.1";
            clone.Add(c);
            //打印clone：count-1,index-0,1-[01 02 03 ]-No.1
            i = 2;
            c.ID = i; c.Items = new byte[] { 2, 2, 2 }; c.Remark = "No.2";
            clone.Add(c);
            //打印clone count-2,index-0,2-[02 02 02 ]-No.2 //可以看到元素0的Items项被改变了，元素0跟元素1指向的地址是相同的
　　　　　　　　　　　　　 count-2,index-1,2-[02 02 02 ]-No.2
            c = new TestClone();
            i = 3;
            c.ID = i; c.Items = new byte[] { 3, 3, 3 }; c.Remark = "No.3";
            clone.Add(c);
            //打印clone：count-3,index-0,2-[02 02 02 ]-No.2
　　　　　　　　　　　　　　count-3,index-1,2-[02 02 02 ]-No.2
　　　　　　　　　　　　　　count-3,index-2,3-[03 03 03 ]-No.3 //新加的元素2是将c重新new了，所以不会影响前两个元素的Items项
            TestClone c1 = new TestClone();
            i = 4;
            c1.ID = i; c1.Items = new byte[] { 4, 4, 4 }; c1.Remark = "No.4";
            clone.Add(c1);
            //打印clone：count-4,index-0,2-[02 02 02 ]-No.2
　　　　　　　　　　　　　　count-4,index-1,2-[02 02 02 ]-No.2
　　　　　　　　　　　　　　count-4,index-2,3-[03 03 03 ]-No.3
　　　　　　　　　　　　　　count-4,index-3,4-[04 04 04 ]-No.4 //新定义的c1，自然也不会影响前面的元素            
　　　　　　　List<TestClone> clone1 = clone;
            List<TestClone> clone2 = StaticLogic.Clone_ByJson(clone);
            List<TestClone> clone3 = StaticLogic.Clone_ByProperties(clone);
            List<TestClone> clone4 = StaticLogic.Clone_ByStream(clone);
            clone[0].Items = new byte[] { 0, 0, 0 };
            clone[0].Remark = "No.1.1.1";

clone,count-4,index-0,2-[00 00 00 ]-No.1.1.1
clone,count-4,index-1,2-[00 00 00 ]-No.1.1.1
clone,count-4,index-2,3-[03 03 03 ]-No.3
clone,count-4,index-3,4-[04 04 04 ]-No.4
***********************
//直接将clone赋给clone1，则clone与clone1的变化是同步的
clone1,count-4,index-0,2-[00 00 00 ]-No.1.1.1
clone1,count-4,index-1,2-[00 00 00 ]-No.1.1.1
clone1,count-4,index-2,3-[03 03 03 ]-No.3
clone1,count-4,index-3,4-[04 04 04 ]-No.4
***********************
//使用方法1将clone复制给clone2，可以看到对clone的修改不影响clone2
clone2,count-4,index-0,2-[02 02 02 ]-No.2
clone2,count-4,index-1,2-[02 02 02 ]-No.2
clone2,count-4,index-2,3-[03 03 03 ]-No.3
clone2,count-4,index-3,4-[04 04 04 ]-No.4
***********************
//使用方法2将clone复制给clone3，可以看到对clone的修改不影响clone3
clone3,count-4,index-0,2-[02 02 02 ]-No.2
clone3,count-4,index-1,2-[02 02 02 ]-No.2
clone3,count-4,index-2,3-[03 03 03 ]-No.3
clone3,count-4,index-3,4-[04 04 04 ]-No.4
***********************
//使用方法3将clone复制给clone4，可以看到对clone的修改不影响clone4
clone4,count-4,index-0,2-[02 02 02 ]-No.2
clone4,count-4,index-1,2-[02 02 02 ]-No.2
clone4,count-4,index-2,3-[03 03 03 ]-No.3
clone4,count-4,index-3,4-[04 04 04 ]-No.4

//打印clone、clone1、clone2、clone3、clone4

　　　　　　　clone2[0].Items = new byte[] { 0, 0, 0 };
            clone2[0].Remark = "No.1.1.2";
            //打印clone2：count-4,index-0,2-[00 00 00 ]-No.1.1.2
　　　　　　　　　　　　　　 count-4,index-1,2-[02 02 02 ]-No.2 //对元素0的修改不会影响元素1，此时元素0跟元素1指向的地址已经不同
　　　　　　　　　　　　　　 count-4,index-2,3-[03 03 03 ]-No.3
　　　　　　　　　　　　　　 count-4,index-3,4-[04 04 04 ]-No.4
            clone3[0].Items = new byte[] { 0, 0, 0 };
            clone3[0].Remark = "No.1.1.3";
            //打印clone3：count-4,index-0,2-[00 00 00 ]-No.1.1.3
　　　　　　　　　　　　　　 count-4,index-1,2-[02 02 02 ]-No.2 //对元素0的修改不会影响元素1，此时元素0跟元素1指向的地址已经不同
　　　　　　　　　　　　　　 count-4,index-2,3-[03 03 03 ]-No.3
　　　　　　　　　　　　 　　count-4,index-3,4-[04 04 04 ]-No.4
            clone4[0].Items = new byte[] { 0, 0, 0 };
            clone4[0].Remark = "No.1.1.4";
            //打印clone4：count-4,index-0,2-[00 00 00 ]-No.1.1.4
　　　　　　　　　　　　　　 count-4,index-1,2-[00 00 00 ]-No.1.1.4 //对元素0的修改会影响元素1，此时元素0与元素1指向的地址是相同的
　　　　　　　　　　　　　　 count-4,index-2,3-[03 03 03 ]-No.3
　　　　　　　　　　　　　　 count-4,index-3,4-[04 04 04 ]-No.4
        }

结论：

　　抛开性能的角度不讲，三种方法都可以实现List<T>的深复制，其中，方法1与方法2类似，会将原来指向同一地址的不同元素重新分配成不同地址，方法3则保留跟原来List<T>一致的特征。

//--------------勤勤恳恳，做一只搬运知识的蚂蚁--------------//

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