C# 对象复制三种方法效率对比——反射、序列化、表达式树

1、需求

在代码中经常会遇到需要把对象复制一遍，或者把属性名相同的值复制一遍。

比如：

public class Student
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; } 
    public int Age { get; set; } 
}

public class StudentSecond
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public int Age { get; set; } 
}

Student s = new Student() { Age = 20, Id = 1, Name = "Emrys" };

我们需要给新的Student赋值

Student ss = new Student { Age = s.Age, Id = s.Id, Name = s.Name };

再或者给另一个类StudentSecond的属性赋值，两个类属性的名称和类型一致。

StudentSecond ss = new StudentSecond { Age = s.Age, Id = s.Id, Name = s.Name };

2、解决办法

当然最原始的办法就是把需要赋值的属性全部手动手写。这样的效率是最高的，但是这样代码的重复率太高，而且代码看起来也不美观，更重要的是浪费时间，如果一个类有几十个属性，那一个一个属性赋值岂不是浪费精力，像这样重复的劳动工作更应该是需要优化的。

2.1、反射

反射应该是很多人用过的方法，就是封装一个类，反射获取属性和设置属性的值。

 private static TOut TransReflection<TIn, TOut>(TIn tIn)
 {
     TOut tOut = Activator.CreateInstance<TOut>();
     var tInType = tIn.GetType();
     foreach (var itemOut in tOut.GetType().GetProperties())
     {
         var itemIn = tInType.GetProperty(itemOut.Name); ;
         if (itemIn != null)
         {
             itemOut.SetValue(tOut, itemIn.GetValue(tIn));
         }
     }
     return tOut;
 }

//调用：
StudentSecond ss= TransReflection<Student, StudentSecond>(s);

调用一百万次耗时：2464毫秒

2.2、序列化

序列化的方式有很多种，有二进制、xml、json等等，今天我们就用Newtonsoft的json进行测试。

StudentSecond ss = JsonConvert.DeserializeObject<StudentSecond>(JsonConvert.SerializeObject(s));

调用一百万次耗时：2984毫秒

从这可以看出序列化和反射效率差别不大。

3、表达式树

3.1、简介

关于表达式树不了解的可以百度。

也就是说复制对象也可以用表达式树的方式。

Expression<Func<Student, StudentSecond>> ss = (x) => new StudentSecond { Age = x.Age, Id = x.Id, Name = x.Name };
var f = ss.Compile();
StudentSecond studentSecond = f(s);

这样的方式我们可以达到同样的效果。

有人说这样的写法和最原始的复制没有什么区别，代码反而变多了呢，这个只是第一步。

3.2、分析代码

我们用ILSpy反编译下这段表达式代码如下：

ParameterExpression parameterExpression;
Expression<Func<Student, StudentSecond>> ss = Expression.Lambda<Func<Student, StudentSecond>>(Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(StudentSecond)), new MemberBinding[]
{
    Expression.Bind(methodof(StudentSecond.set_Age(int)), Expression.Property(parameterExpression, methodof(Student.get_Age()))),
    Expression.Bind(methodof(StudentSecond.set_Id(int)), Expression.Property(parameterExpression, methodof(Student.get_Id()))),
    Expression.Bind(methodof(StudentSecond.set_Name(string)), Expression.Property(parameterExpression, methodof(Student.get_Name())))
}), new ParameterExpression[]
{
    parameterExpression
});
Func<Student, StudentSecond> f = ss.Compile();
StudentSecond studentSecond = f(s);

那么也就是说我们只要用反射循环所有的属性然后Expression.Bind所有的属性。最后调用Compile()(s)就可以获取正确的StudentSecond。

看到这有的人又要问了，如果用反射的话那岂不是效率很低，和直接用反射或者用序列化没什么区别吗？

当然这个可以解决的，就是我们的表达式树可以缓存。只是第一次用的时候需要反射，以后再用就不需要反射了。

3.3、复制对象通用代码

为了通用性所以其中的Student和StudentSecond分别泛型替换。

private static Dictionary<string, object> _Dic = new Dictionary<string, object>();

private static TOut TransExp<TIn, TOut>(TIn tIn)
{
    string key = string.Format("trans_exp_{0}_{1}", typeof(TIn).FullName, typeof(TOut).FullName);
    if (!_Dic.ContainsKey(key))
    {
        ParameterExpression parameterExpression = Expression.Parameter(typeof(TIn), "p");
        List<MemberBinding> memberBindingList = new List<MemberBinding>();

        foreach (var item in typeof(TOut).GetProperties())
        {  　　　　　　　　　　　　　　if (!item.CanWrite)　　　　　　　　　　　　　　continue; 
         MemberExpression property = Expression.Property(parameterExpression, typeof(TIn).GetProperty(item.Name));
         MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
         memberBindingList.Add(memberBinding);
        }

        MemberInitExpression memberInitExpression = Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(TOut)), memberBindingList.ToArray());
        Expression<Func<TIn, TOut>> lambda = Expression.Lambda<Func<TIn, TOut>>(memberInitExpression, new ParameterExpression[] { parameterExpression });
        Func<TIn, TOut> func = lambda.Compile();

        _Dic[key] = func;
    }
    return ((Func<TIn, TOut>)_Dic[key])(tIn);
}

//调用：
StudentSecond ss= TransExp<Student, StudentSecond>(s);

调用一百万次耗时：564毫秒

3.4、利用泛型的特性再次优化代码

不用字典存储缓存，因为泛型就可以很容易解决这个问题。

public static class TransExpV2<TIn, TOut>
{

    private static readonly Func<TIn, TOut> cache = GetFunc();
    private static Func<TIn, TOut> GetFunc()
    {
        ParameterExpression parameterExpression = Expression.Parameter(typeof(TIn), "p");
        List<MemberBinding> memberBindingList = new List<MemberBinding>();

        foreach (var item in typeof(TOut).GetProperties())
        {　　　　　　　　　if (!item.CanWrite)　　　　　　　　　　    continue;
            MemberExpression property = Expression.Property(parameterExpression, typeof(TIn).GetProperty(item.Name));
            MemberBinding memberBinding = Expression.Bind(item, property);
            memberBindingList.Add(memberBinding);
        }

        MemberInitExpression memberInitExpression = Expression.MemberInit(Expression.New(typeof(TOut)), memberBindingList.ToArray());
        Expression<Func<TIn, TOut>> lambda = Expression.Lambda<Func<TIn, TOut>>(memberInitExpression, new ParameterExpression[] { parameterExpression });

        return lambda.Compile();
    }

    public static TOut Trans(TIn tIn)
    {
        return cache(tIn);
    }
}

//调用：
StudentSecond ss= TransExpV2<Student, StudentSecond>.Trans(s);

调用一百万次耗时：107毫秒

耗时远远的小于使用automapper的338毫秒。

4、总结

从以上的测试和分析可以很容易得出，用表达式树是可以达到效率与书写方式二者兼备的方法之一，总之比传统的序列化和反射更加优秀。