Effective C# Item27：避免ICloneable介面

    一般情況下，我們不建議針對類型實現ICloneable介面。因為如果一個類型支援ICloneable介面，那麼該類型的所有衍生類別都必須實現它，而且類型中所有成員類型也都要實現ICloneable介面，或者有其他建立複製對象的機制，當我們設計的類型包含交織成網狀的對象時，支援深複製會變得比較複雜。

    複製操作分為淺複製和深複製兩種，其中淺複製是指新對象包含所有成員變數的副本，如果成員變數為參考型別，那麼新對象將和原對象引用同樣的對象；深複製中新對象也包含所有成員變數的副本，但是所有參考型別的成員變數都會被遞迴的複製。對於C#來說，內建類型，例如整型，執行深複製和淺複製的結果是相同的。

    任何只包含內建類型成員的實值型別都不需要實現ICloneable介面，一個簡單的指派陳述式要比Clone()方法效率更高，因為Clone()方法必須對傳回值進行裝箱，才能轉換成一個System.Object引用。

    而對於參考型別來說，如果參考型別需要通過實現ICloneable介面的方式來表明自身支援淺複製或者深複製，這時，該類型的衍生類別也必須實現ICloneable介面。

    來看下面的代碼。

代碼

 1 class BaseType : ICloneable
 2 {
 3   private string _label = "class name";
 4   private int [] _values = new int [ 10 ];
 5 
 6   public object Clone()
 7   {
 8     BaseType rVal = new BaseType( );
 9     rVal._label = _label;
10     for( int i = 0; i < _values.Length; i++ )
11       rVal._values[ i ] = _values[ i ];
12     return rVal;
13   }
14 }
15 
16  class Derived : BaseType
17 {
18   private double [] _dValues = new double[ 10 ];
19 
20   static void Main( string[] args )
21   {
22     Derived d = new Derived();
23     Derived d2 = d.Clone() as Derived;
24 
25     if ( d2 == null )
26       Console.WriteLine( "null" );
27   }

    上述代碼在運行後，我們會發現d2的值時null，這是因為Derived類從BaseType類繼承了Clone()方法，但是繼承來的實現對Derived類型來說是不正確的，因為它只是複製了基類，BaseType.Clone()方法建立了一個BaseType類型的對象，而不是一個Derived類型的對象。

    如果需要解決這個問題，我們可以將BaseType類中的Clone()方法聲明為abstract，這樣所有的衍生類別都必須實現這個方法。另外，我們還可以通過以下的方式來解決這個問題。

代碼

 1 class BaseType
 2 {
 3   private string _label;
 4   private int [] _values;
 5 
 6   protected BaseType( )
 7   {
 8     _label = "class name";
 9     _values = new int [ 10 ];
10   }
11 
12   // Used by devived values to clone
13    protected BaseType( BaseType right )
14   {
15     _label = right._label;
16     _values = right._values.Clone( ) as int[ ] ;
17   }
18 }
19 
20  sealed class Derived : BaseType, ICloneable
21 {
22   private double [] _dValues = new double[ 10 ];
23 
24   public Derived ( )
25   {
26     _dValues = new double [ 10 ];
27   }
28 
29   // Construct a copy
30   // using the base class copy ctor
31    private Derived ( Derived right ) :
32     base ( right )
33   {
34     _dValues = right._dValues.Clone( )
35       as double[ ];
36   }
37 
38   static void Main( string[] args )
39   {
40     Derived d = new Derived();
41     Derived d2 = d.Clone() as Derived;
42     if ( d2 == null )
43       Console.WriteLine( "null" );
44   }
45 
46   public object Clone()
47   {
48     Derived rVal = new Derived( this );
49     return rVal;
50   }
51 }

   

    總之，對於實值型別來講，我們永遠都不需要實現ICloneable介面，使用預設的賦值操作就可以了，我們應該為那些確實需要複製操作的”葉子類“實現ICloneable介面，對於那些子類可能需要實現ICloneable介面的基類來說，我們應該為其建立一個受保護的複製建構函式。除此之外，我們應該避免實現ICloneable介面。