Q.なぜこの回答を選ぶのですか？
- .NETで可能な最速の速度が必要な場合は、この回答を選択してください。
- 本当に簡単な複製方法が必要な場合は、この回答を無視してください。
つまり、修正が必要なパフォーマンスのボトルネックがあり、プロファイラーでそれを証明できる場合を除いて、別の答えを使用してください。
他の方法より10倍高速
ディープクローンを実行する次の方法は次のとおりです。
- シリアライゼーション/デシリアライゼーションを伴うものよりも10倍高速。
- .NETで可能な理論上の最大速度にかなり近いです。
そして方法...
究極のスピードのために、ネストされたMemberwiseCloneを使用してディープコピーを実行できます。値の構造体をコピーするのとほぼ同じ速度で、（a）リフレクションまたは（b）シリアライゼーション（このページの他の回答で説明されている）よりもはるかに高速です。
ことを注意場合は、使用深いコピーのためのネストされたMemberwiseCloneを、手動でクラスのネストされた各レベルのためShallowCopyを実装する必要があり、すべてのShallowCopy方法は、完全なクローンを作成すると述べた呼び出しDeepCopy。これは簡単です。合計で数行だけです。以下のデモコードを参照してください。
これは、100,000クローンの相対的なパフォーマンスの違いを示すコードの出力です。
- ネストされた構造体のネストされたMemberwiseCloneの1.08秒
- ネストされたクラスでのネストされたMemberwiseCloneの4.77秒
- シリアライゼーション/デシリアライゼーションには39.93秒
ネストされたMemberwiseCloneをクラスで構造体をコピーするのとほぼ同じ速さで使用し、構造体をコピーすることは、.NETが理論的に可能な最大速度にかなり近いです。
Demo 1 of shallow and deep copy, using classes and MemberwiseClone:
Create Bob
Bob.Age=30, Bob.Purchase.Description=Lamborghini
Clone Bob >> BobsSon
Adjust BobsSon details
BobsSon.Age=2, BobsSon.Purchase.Description=Toy car
Proof of deep copy: If BobsSon is a true clone, then adjusting BobsSon details will not affect Bob:
Bob.Age=30, Bob.Purchase.Description=Lamborghini
Elapsed time: 00:00:04.7795670,30000000
Demo 2 of shallow and deep copy, using structs and value copying:
Create Bob
Bob.Age=30, Bob.Purchase.Description=Lamborghini
Clone Bob >> BobsSon
Adjust BobsSon details:
BobsSon.Age=2, BobsSon.Purchase.Description=Toy car
Proof of deep copy: If BobsSon is a true clone, then adjusting BobsSon details will not affect Bob:
Bob.Age=30, Bob.Purchase.Description=Lamborghini
Elapsed time: 00:00:01.0875454,30000000
Demo 3 of deep copy, using class and serialize/deserialize:
Elapsed time: 00:00:39.9339425,30000000
MemberwiseCopyを使用してディープコピーを行う方法を理解するために、上記の時間を生成するために使用されたデモプロジェクトを次に示します。
// Nested MemberwiseClone example.
// Added to demo how to deep copy a reference class.
[Serializable] // Not required if using MemberwiseClone, only used for speed comparison using serialization.
public class Person
{
public Person(int age, string description)
{
this.Age = age;
this.Purchase.Description = description;
}
[Serializable] // Not required if using MemberwiseClone
public class PurchaseType
{
public string Description;
public PurchaseType ShallowCopy()
{
return (PurchaseType)this.MemberwiseClone();
}
}
public PurchaseType Purchase = new PurchaseType();
public int Age;
// Add this if using nested MemberwiseClone.
// This is a class, which is a reference type, so cloning is more difficult.
public Person ShallowCopy()
{
return (Person)this.MemberwiseClone();
}
// Add this if using nested MemberwiseClone.
// This is a class, which is a reference type, so cloning is more difficult.
public Person DeepCopy()
{
// Clone the root ...
Person other = (Person) this.MemberwiseClone();
// ... then clone the nested class.
other.Purchase = this.Purchase.ShallowCopy();
return other;
}
}
// Added to demo how to copy a value struct (this is easy - a deep copy happens by default)
public struct PersonStruct
{
public PersonStruct(int age, string description)
{
this.Age = age;
this.Purchase.Description = description;
}
public struct PurchaseType
{
public string Description;
}
public PurchaseType Purchase;
public int Age;
// This is a struct, which is a value type, so everything is a clone by default.
public PersonStruct ShallowCopy()
{
return (PersonStruct)this;
}
// This is a struct, which is a value type, so everything is a clone by default.
public PersonStruct DeepCopy()
{
return (PersonStruct)this;
}
}
// Added only for a speed comparison.
public class MyDeepCopy
{
public static T DeepCopy<T>(T obj)
{
object result = null;
using (var ms = new MemoryStream())
{
var formatter = new BinaryFormatter();
formatter.Serialize(ms, obj);
ms.Position = 0;
result = (T)formatter.Deserialize(ms);
ms.Close();
}
return (T)result;
}
}
次に、メインからデモを呼び出します。
void MyMain(string[] args)
{
{
Console.Write("Demo 1 of shallow and deep copy, using classes and MemberwiseCopy:\n");
var Bob = new Person(30, "Lamborghini");
Console.Write(" Create Bob\n");
Console.Write(" Bob.Age={0}, Bob.Purchase.Description={1}\n", Bob.Age, Bob.Purchase.Description);
Console.Write(" Clone Bob >> BobsSon\n");
var BobsSon = Bob.DeepCopy();
Console.Write(" Adjust BobsSon details\n");
BobsSon.Age = 2;
BobsSon.Purchase.Description = "Toy car";
Console.Write(" BobsSon.Age={0}, BobsSon.Purchase.Description={1}\n", BobsSon.Age, BobsSon.Purchase.Description);
Console.Write(" Proof of deep copy: If BobsSon is a true clone, then adjusting BobsSon details will not affect Bob:\n");
Console.Write(" Bob.Age={0}, Bob.Purchase.Description={1}\n", Bob.Age, Bob.Purchase.Description);
Debug.Assert(Bob.Age == 30);
Debug.Assert(Bob.Purchase.Description == "Lamborghini");
var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
int total = 0;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
var n = Bob.DeepCopy();
total += n.Age;
}
Console.Write(" Elapsed time: {0},{1}\n\n", sw.Elapsed, total);
}
{
Console.Write("Demo 2 of shallow and deep copy, using structs:\n");
var Bob = new PersonStruct(30, "Lamborghini");
Console.Write(" Create Bob\n");
Console.Write(" Bob.Age={0}, Bob.Purchase.Description={1}\n", Bob.Age, Bob.Purchase.Description);
Console.Write(" Clone Bob >> BobsSon\n");
var BobsSon = Bob.DeepCopy();
Console.Write(" Adjust BobsSon details:\n");
BobsSon.Age = 2;
BobsSon.Purchase.Description = "Toy car";
Console.Write(" BobsSon.Age={0}, BobsSon.Purchase.Description={1}\n", BobsSon.Age, BobsSon.Purchase.Description);
Console.Write(" Proof of deep copy: If BobsSon is a true clone, then adjusting BobsSon details will not affect Bob:\n");
Console.Write(" Bob.Age={0}, Bob.Purchase.Description={1}\n", Bob.Age, Bob.Purchase.Description);
Debug.Assert(Bob.Age == 30);
Debug.Assert(Bob.Purchase.Description == "Lamborghini");
var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
int total = 0;
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
var n = Bob.DeepCopy();
total += n.Age;
}
Console.Write(" Elapsed time: {0},{1}\n\n", sw.Elapsed, total);
}
{
Console.Write("Demo 3 of deep copy, using class and serialize/deserialize:\n");
int total = 0;
var sw = new Stopwatch();
sw.Start();
var Bob = new Person(30, "Lamborghini");
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
var BobsSon = MyDeepCopy.DeepCopy<Person>(Bob);
total += BobsSon.Age;
}
Console.Write(" Elapsed time: {0},{1}\n", sw.Elapsed, total);
}
Console.ReadKey();
}
ここでも、ディープコピーにNested MemberwiseCloneを使用する場合は、クラスのネストされた各レベルのShallowCopyを実装し、完全なクローンを作成するために上記のすべてのShallowCopyメソッドを呼び出すDeepCopyを実装する必要があります。これは簡単です。合計で数行だけです。上記のデモコードを参照してください。
値タイプと参照タイプ
オブジェクトの複製に関しては、「構造体」と「クラス」の間に大きな違いがあることに注意してください。
- 「struct」がある場合、それは値タイプなので、コピーするだけでコンテンツが複製されます（ただし、この投稿の手法を使用しない限り、浅い複製しか作成されません）。
- 「クラス」がある場合、それは参照型なので、コピーする場合は、ポインターをコピーするだけです。真のクローンを作成するには、より創造的になり、値の型と参照の型の違いを使用して、メモリ内に元のオブジェクトの別のコピーを作成する必要があります。
参照値型と参照型の間の違いを。
デバッグに役立つチェックサム
- オブジェクトのクローンを誤って作成すると、ピン留めが非常に困難なバグが発生する可能性があります。プロダクションコードでは、チェックサムを実装して、オブジェクトが適切に複製されており、オブジェクトへの別の参照によって破損していないことを再確認する傾向があります。このチェックサムは、リリースモードでオフにできます。
- この方法は非常に便利です。多くの場合、オブジェクト全体ではなく、オブジェクトの一部のみを複製したいとします。
他の多くのスレッドから多くのスレッドを分離するのに本当に役立つ
このコードの優れた使用例の1つは、入れ子になったクラスまたは構造体のクローンをキューに入れて、プロデューサー/コンシューマーパターンを実装することです。
- 1つ（または複数）のスレッドが所有するクラスを変更し、このクラスの完全なコピーを
ConcurrentQueue。
- 次に、これらのクラスのコピーを引き出して処理する1つ（または複数）のスレッドがあります。
これは実際には非常にうまく機能し、1つ以上のスレッド（コンシューマー）から多くのスレッド（プロデューサー）を切り離すことができます。
そして、この方法も非常に高速です。ネストされた構造体を使用すると、ネストされたクラスのシリアライズ/デシリアライズより35倍速く、マシンで利用可能なすべてのスレッドを利用できます。
更新
明らかに、ExpressMapperは、上記のような手動コーディングよりも高速ではありません。プロファイラーとの比較を確認する必要があるかもしれません。