C# 之String以及浅拷贝与深拷贝
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。