C# 之String以及浅拷贝与深拷贝

 一、String到底是值类型还是引用类型

MSDN 中明确指出 String 是引用类型而不是值类型，但 String 表面上用起来却像是值类型，这又是什么原因呢？ 

首先从下面这个例子入手：

    //值类型
    int a = 1;
    int b = a;
    a = 2;
    Console.WriteLine("a is {0},b is {1}", a, b);

    //引用类型
    string str1 = "ab";
    string str2 = str1;
    str1 = "abc";
    Console.WriteLine("str1 is {0},str2 is {1}", str1, str2);
    Console.Read();

 

输出结果：

 //结果：
   //a is 2,b is 1
   //str1 is abc,str2 is ab

从运行结果可以看出：str2 的值还是 ab ，并没有随着 str1 值的改变而改变。如果string是引用类型，按理Str1和Str指针都指向同一内存地址，如果Str的内容发生改变，Str1应该也会相应变化。此例子，看着string更像是值类型。 但是MSDN却说String是引用类型。究其原因，是因为string对象是不可变的，包括长度和其中任何字符都是不可以改变的。

关于不可变数据类型，请参考：https://www.cnblogs.com/mushroom/p/4373951.html

String的不变性

string 对象称为不可变的（只读），因为一旦创建了该对象，就不能修改该对象的值。有的时候看来似乎修改了，实际是string经过了特殊处理，每次改变值时都会建立一个新的string对象，变量会指向这个新的对象，而原来的还是指向原来的对象，所以不会改变。这也是string效率低下的原因。如果经常改变string的值则应该使用StringBuilder而不使用string。

在例子中str1=”ab”,这时在内存中就将“ab”存下来，如果再创建字符串对象，其值也等于“ab”，str2=”ab”,则并非再重新分配内存空间，而是将之前保存的“ab”的地址赋给str2的引用，这就能印证例子2中的结果。而当str1=”abc”其值发生改变时，这时检查内存，发现不存在此字符串，则重新分配内存空间，存储“abc”，并将其地址赋给str1，而str2依然指向“ab”的地址。可以印证例子中的结果。

结论

String是引用类型，只是编译器对其做了特殊处理。

 

二、浅拷贝与深拷贝

也许会有人这样解释C# 中浅拷贝与深拷贝区别：

        浅拷贝是对引用类型拷贝地址，对值类型直接进行拷贝。

不能说它完全错误，但至少还不够严谨。比如：string 类型咋说？

 

其实，我们可以通过实践来寻找答案。

 

首先，定义以下类型：

 

int 、string 、enum 、struct 、class 、int[ ] 、string[ ]

 

代码如下：

    //枚举
    public enum myEnum
    { _1 = 1, _2 = 2 }
 
    //结构体
    public struct myStruct
    {
        public int _int;
        public myStruct(int i)
        { _int = i; }
    }
 
    //类
    class myClass
    {
        public string _string;
        public myClass(string s)
        { _string = s; }
    }
 
    //ICloneable：创建作为当前实例副本的新对象。
    class DemoClass : ICloneable
    {
        public int _int = 1;
        public string _string = "1";
        public myEnum _enum = myEnum._1;
        public myStruct _struct = new myStruct(1);
        public myClass _class = new myClass("1");
        //数组
        public int[] arrInt = new int[] { 1 };
        public string[] arrString = new string[] { "1" };
 
        //返回此实例副本的新对象
        public object Clone()
        {
            //MemberwiseClone：返回当前对象的浅表副本(它是Object对象的基方法)
            return this.MemberwiseClone();
        }
    }

注意：

ICloneable 接口：支持克隆，即用与现有实例相同的值创建类的新实例。

MemberwiseClone 方法：创建当前 System.Object 的浅表副本。

 

接下来，构建实例A ，并对实例A 克隆产生一个实例B。
然后，改变实例B 的值，并观察实例A 的值会不会被改变。

代码如下：

class 浅拷贝与深拷贝
{
    static void Main(string[] args)
    {
        DemoClass A = new DemoClass();
        //创建实例A的副本 --> 新对象实例B
        DemoClass B = (DemoClass)A.Clone();
 
        B._int = 2;
        Console.WriteLine(" int \t\t  A:{0}  B:{1}", A._int, B._int);
 
        B._string = "2";
        Console.WriteLine(" string \t  A:{0}  B:{1}", A._string, B._string);
 
        B._enum = myEnum._2;
        Console.WriteLine(" enum \t\t  A:{0}  B:{1}", (int)A._enum, (int)B._enum);
 
        B._struct._int = 2;
        Console.WriteLine(" struct \t  A:{0}  B:{1}", 
                          A._struct._int, B._struct._int);
 
        B._class._string = "2";
        Console.WriteLine(" class \t\t  A:{0}  B:{1}", 
                          A._class._string, B._class._string);
 
        B.arrInt[0] = 2;
        Console.WriteLine(" intArray \t  A:{0}  B:{1}", 
                          A.arrInt[0], B.arrInt[0]);
 
        B.arrString[0] = "2";
        Console.WriteLine(" stringArray \t  A:{0}  B:{1}", 
                          A.arrString[0], B.arrString[0]);
 
        Console.ReadKey();
    }
}

结果如下：

从最后的输出结果，我们得知：

对于内部的Class 对象和数组，则Copy 一份地址。[ 改变B 时，A也被改变了 ]

而对于其它内置的int / string / enum / struct / object 类型，则Copy 一份值。

 

有一位网友说：string 类型虽然是引用类型，但是很多情况下.Net 把string 做值类型来处理，我觉得string 应该也是按照值类型处理的。

这说明他对string 类型还不够了解。

可以肯定的是：string 一定是引用类型。那它为什么是深拷贝呢？

如果你看一下string 类型的源代码就知道了：

//表示空字符串。此字段为只读。
public static readonly string Empty;

答案就在于 string 是 readonly 的，当改变 string 类型的数据值时，将重新分配了内存地址。

浅拷贝：给对象拷贝一份新的对象。

浅拷贝的定义 —— 只对值类型（或string）类型分配新的内存地址。

深拷贝：给对象拷贝一份全新的对象。

深拷贝的定义 —— 对值类型分配新的内存地址，引用类型、以及引用类型的内部字段分配的新的地址。

我是这么定义的：浅拷贝，换汤不换药。

 

三、Clone（）方法

例如我有一个简单的类：

class People
{
    public int _age;
    public string _name;
    public People(int Age,string Name)
    {
　　　　_age = Age;
　　　　_name = Name;
    }
}

常见的赋值语句，如：

People Mike = new People(12,"Mike");
People Mike2 = Mike;

这是浅复制，共享同一块内存，类似指针,即Mike2与Mike对象同时指向了Mike新建时所申请的内存。
现在我为People类增加一个Clone()方法：

class People
{
    public int _age;
    public string _name;
    public People(int Age,string Name)
    {
        _age = Age;
　　　　 _name = Name;
    }
    public object Clone()
    {
        People MySelf = new People(this._age,this._name);
        return MySelf;    }
}

很明显，调用Clone()方法返回的对象是一个全新的对象，是新实例化出来的对象但是与原对象在值上相等。

People Mike = new People(12,"Mike");
People Mike2 = Mike;
People Mike3 = Mike.Clone() as People;

Mike2与Mike3在值上相等，但实际是完全独立的对象。

Mike2._name = "Jone";
//执行上述代码后，Mike的_name属性跟着改变了，而Mike3不变。