C#でオブジェクトをコピーする方法：MemberwiseCloneの使い方

参照型変数（主にクラスのオブジェクト）をコピーする場合、単純に「=」で代入するだけでは不十分な場合があります。
参照型変数の中身は参照先（オブジェクトのメモリ領域を示すポインタ）です。
「=」で代入するだけでは、参照先だけがコピーされて、参照しているものは同じという状態になるので、コピー先の変更がコピー元に影響してしまいますし、その逆にコピー元の変更がコピー先に影響してしまいます。

これを避けたい場合は、MemberwiseCloneメソッドを用いて中身を丸ごとコピー（新たにメモリ領域を確保し書き込み、ディープコピー）する必要があります。
MemberwiseCloneメソッドはobject型で定義されており、C#ではすべての型はobject型から派生しているので、特別な記述を行わなくともMemberwiseCloneメソッドを使用できます。ただし、戻り値はobject型なので、キャスト等の考慮は必要です。
（javaの場合はこちらの記事のようにインターフェースの実装が必要だったり例外処理が必要だったりと色々面倒です。後発言語であるC#では言語仕様上ディープコピーを始めから考慮している印象を受けます。）

以下、サンプルコードです。
参照先のみコピーした場合とMemberwiseCloneメソッドで中身をコピーした場合を比較しています。
参照先のみコピーした場合は、コピー後にコピー先を変更した際にコピー元が影響を受けていますが、MemberwiseCloneメソッドで中身をコピーした場合は影響を受けていません。

【サンプルコード】

・CloneableItem.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace CloneTest
{
    class CloneableItem
    {
        // ミュータブルの参照型変数を含む場合はそれも一緒にcloneが必要
        // javaの記事では書き忘れたがシリアライズ・デシリアライズでも良い
        // （今回は割愛）
        public int ItemId { get; set; }
        public string ItemName { get; set; }

        // MemberwiseCloneメソッドを使用
        public CloneableItem Clone()
        {
            // Object型で返ってくるのでキャストが必要
            return (CloneableItem)MemberwiseClone();
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace CloneTest

{

class CloneableItem

{

// ミュータブルの参照型変数を含む場合はそれも一緒にcloneが必要

// javaの記事では書き忘れたがシリアライズ・デシリアライズでも良い

// （今回は割愛）

public int ItemId { get; set; }

public string ItemName { get; set; }

// MemberwiseCloneメソッドを使用

public CloneableItem Clone()

{

// Object型で返ってくるのでキャストが必要

return (CloneableItem)MemberwiseClone();

}

・ItemCloneMain.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace CloneTest
{
    class ItemCloneMain
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("［参照先のみコピーした場合］");
            CloneableItem cloneableItem1 = new CloneableItem();
            cloneableItem1.ItemId = 1;
            cloneableItem1.ItemName = "sword";
            Console.WriteLine
                ("コピー前のコピー元オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem1.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem1.ItemName);
            CloneableItem cloneableItem2 = cloneableItem1;
            Console.WriteLine
                ("コピー後のコピー元オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem1.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem1.ItemName);
            Console.WriteLine
                ("コピー後のコピー先オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem2.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem2.ItemName);
            cloneableItem2.ItemId = 2;
            cloneableItem2.ItemName = "shield";
            Console.WriteLine
                ("編集後のコピー元オブジェクト　：ID=" +
                 cloneableItem1.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem1.ItemName);
            Console.WriteLine
                ("編集後のコピー先オブジェクト　：ID=" +
                 cloneableItem2.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem2.ItemName);

            Console.WriteLine("［参照先のみコピーした場合］");
            CloneableItem cloneableItem3 = new CloneableItem();
            cloneableItem3.ItemId = 3;
            cloneableItem3.ItemName = "armor";
            Console.WriteLine
                ("コピー前のコピー元オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem3.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem3.ItemName);
            CloneableItem cloneableItem4 = cloneableItem3.Clone();
            Console.WriteLine
                ("コピー後のコピー元オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem3.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem3.ItemName);
            Console.WriteLine
                ("コピー後のコピー先オブジェクト：ID=" +
                 cloneableItem4.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem4.ItemName);
            cloneableItem4.ItemId = 4;
            cloneableItem4.ItemName = "helm";
            Console.WriteLine
                ("編集後のコピー元オブジェクト　：ID=" +
                 cloneableItem3.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem3.ItemName);
            Console.WriteLine
                ("編集後のコピー先オブジェクト　：ID=" +
                 cloneableItem4.ItemId +
                 " NAME=" +
                 cloneableItem4.ItemName);

            Console.ReadKey(true);
        }
    }
}

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using System.Threading.Tasks;

namespace CloneTest

{

class ItemCloneMain

{

static void Main(string[] args)

{

Console.WriteLine("［参照先のみコピーした場合］");

CloneableItem cloneableItem1 = new CloneableItem();

cloneableItem1.ItemId = 1;

cloneableItem1.ItemName = "sword";

Console.WriteLine

("コピー前のコピー元オブジェクト：ID=" +

cloneableItem1.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem1.ItemName);

CloneableItem cloneableItem2 = cloneableItem1;

Console.WriteLine

("コピー後のコピー元オブジェクト：ID=" +

cloneableItem1.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem1.ItemName);

Console.WriteLine

("コピー後のコピー先オブジェクト：ID=" +

cloneableItem2.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem2.ItemName);

cloneableItem2.ItemId = 2;

cloneableItem2.ItemName = "shield";

Console.WriteLine

("編集後のコピー元オブジェクト　：ID=" +

cloneableItem1.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem1.ItemName);

Console.WriteLine

("編集後のコピー先オブジェクト　：ID=" +

cloneableItem2.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem2.ItemName);

Console.WriteLine("［参照先のみコピーした場合］");

CloneableItem cloneableItem3 = new CloneableItem();

cloneableItem3.ItemId = 3;

cloneableItem3.ItemName = "armor";

Console.WriteLine

("コピー前のコピー元オブジェクト：ID=" +

cloneableItem3.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem3.ItemName);

CloneableItem cloneableItem4 = cloneableItem3.Clone();

Console.WriteLine

("コピー後のコピー元オブジェクト：ID=" +

cloneableItem3.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem3.ItemName);

Console.WriteLine

("コピー後のコピー先オブジェクト：ID=" +

cloneableItem4.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem4.ItemName);

cloneableItem4.ItemId = 4;

cloneableItem4.ItemName = "helm";

Console.WriteLine

("編集後のコピー元オブジェクト　：ID=" +

cloneableItem3.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem3.ItemName);

Console.WriteLine

("編集後のコピー先オブジェクト　：ID=" +

cloneableItem4.ItemId +

" NAME=" +

cloneableItem4.ItemName);

Console.ReadKey(true);

}

【実行結果】

［参照先のみコピーした場合］
コピー前のコピー元オブジェクト：ID=1 NAME=sword
コピー後のコピー元オブジェクト：ID=1 NAME=sword
コピー後のコピー先オブジェクト：ID=1 NAME=sword
編集後のコピー元オブジェクト　：ID=2 NAME=shield
編集後のコピー先オブジェクト　：ID=2 NAME=shield
［参照先のみコピーした場合］
コピー前のコピー元オブジェクト：ID=3 NAME=armor
コピー後のコピー元オブジェクト：ID=3 NAME=armor
コピー後のコピー先オブジェクト：ID=3 NAME=armor
編集後のコピー元オブジェクト　：ID=3 NAME=armor
編集後のコピー先オブジェクト　：ID=4 NAME=helm

［参照先のみコピーした場合］

コピー前のコピー元オブジェクト：ID=1 NAME=sword

コピー後のコピー元オブジェクト：ID=1 NAME=sword

コピー後のコピー先オブジェクト：ID=1 NAME=sword

編集後のコピー元オブジェクト　：ID=2 NAME=shield

編集後のコピー先オブジェクト　：ID=2 NAME=shield

［参照先のみコピーした場合］

コピー前のコピー元オブジェクト：ID=3 NAME=armor

コピー後のコピー元オブジェクト：ID=3 NAME=armor

コピー後のコピー先オブジェクト：ID=3 NAME=armor

編集後のコピー元オブジェクト　：ID=3 NAME=armor

編集後のコピー先オブジェクト　：ID=4 NAME=helm

いかがでしたでしょうか？

C#は後発言語であるため、記述を簡略化できる場面が多いです。
今回紹介したディープコピーの例もそうですし、getter・setterの記法もC#だと簡略化できます（今回のサンプルコード中にも出てきます）。
javaを触った後にC#を触ると、こうした細かい所で便利さを感じます。

これからも、C#に関する記事を投稿していきたいと思います！