Язык программирования C#9 и платформа .NET5 - Троелсен Эндрю

Интерфейс ICloneable

Вспомните из главы 6, что в классе System.Object определен метод по имени MemberwiseClone(), который применяется для получения поверхностной (неглубокой) копии текущего объекта. Пользователи объекта не могут вызывать указанный метод напрямую, т.к. он является защищенным. Тем не менее, отдельный объект может самостоятельно вызывать MemberwiseClone() во время процесса клонирования. В качестве примера создайте новый проект консольного приложения по имени CloneablePoint, в котором определен класс Point:

using System;

namespace CloneablePoint

{

  // Класс по имени Point.

  public class Point

  {

    public int X {get; set;}

    public int Y {get; set;}

    public Point(int xPos, int yPos) { X = xPos; Y = yPos;}

    public Point(){}

    // Переопределить Object.ToString().

    public override string ToString() => $"X = {X}; Y = {Y}";

  }

}

Учитывая имеющиеся у вас знания о ссылочных типах и типах значений (см.главу 4), должно быть понятно, что если вы присвоите одну переменную ссылочного типа другой такой переменной, то получите две ссылки, которые указывают на тот же самый объект в памяти. Таким образом, следующая операция присваивания в результате дает две ссылки на один и тот же объект Point в куче; модификация с использованием любой из ссылок оказывает воздействие на тот же самый объект в куче:

Console.WriteLine("***** Fun with Object Cloning *****n");

// Две ссылки на один и тот же объект!

Point p1 = new Point(50, 50);

Point p2 = p1;

p2.X = 0;

Console.WriteLine(p1);

Console.WriteLine(p2);

Console.ReadLine();

Чтобы предоставить специальному типу возможность возвращения вызывающему коду идентичную копию самого себя, можно реализовать стандартный интерфейс ICloneable. Как было показано в начале главы, в интерфейсе ICloneable определен единственный метод по имени Clone():

public interface ICloneable

{

  object Clone();

}

Очевидно, что реализация метода Clone() варьируется от класса к классу. Однако базовая функциональность в основном остается неизменной: копирование значений переменных-членов в новый объект того же самого типа и возвращение его пользователю. В целях демонстрации модифицируйте класс Point:

(window.adrunTag = window.adrunTag || []).push({v: 1, el: 'adrun-4-390', c: 4, b: 390})

// Теперь Point поддерживает способность клонирования.

public class Point : ICloneable

{

  public int X { get; set; }

  public int Y { get; set; }

  public Point(int xPos, int yPos) { X = xPos; Y = yPos; }

  public Point() { }

  // Переопределить Object.ToString().

  public override string ToString() => $"X = {X}; Y = {Y}";

  // Возвратить копию текущего объекта.

  public object Clone() => new Point(this.X, this.Y);

}

Теперь можно создавать точные автономные копии объектов типа Point:

Console.WriteLine("***** Fun with Object Cloning *****n");

...

// Обратите внимание, что Clone() возвращает простой тип object.

// Для получения производного типа требуется явное приведение

Point p3 = new Point(100, 100);

Point p4 = (Point)p3.Clone();

// Изменить р4.Х (что не приводит к изменению р3.Х).

p4.X = 0;

// Вывести все объекты.

Console.WriteLine(p3);

Console.WriteLine(p4);

Console.ReadLine();

Несмотря на то что текущая реализация типа Point удовлетворяет всем требованиям, есть возможность ее немного улучшить. Поскольку Point не содержит никаких внутренних переменных ссылочного типа, реализацию метода Clone() можно упростить:

// Копировать все поля Point по очереди.

public object Clone() => this.MemberwiseClone();

Тем не менее, учтите, что если бы в типе Point содержались любые переменные-члены ссылочного типа, то метод MemberwiseClone() копировал бы ссылки на эти объекты (т.е. создавал бы поверхностную копию). Для поддержки подлинной глубокой (детальной) копии во время процесса клонирования понадобится создавать новые экземпляры каждой переменной-члена ссылочного типа. Давайте рассмотрим пример. 

Более сложный пример клонирования

Теперь предположим, что класс Point содержит переменную-член ссылочного типа PointDescription. Данный класс представляет дружественное имя точки, а также ее идентификационный номер, выраженный как System.Guid (глобально уникальный идентификатор (globally unique identifier — GUID), т.е. статистически уникальное 128-битное число). Вот как выглядит реализация: