IClonable example C#

Program.cs

using System.Text;

namespace MakeClone
{
    class Monster : ICloneable // public object Clone()
    {
        public string Name { get; set; }
        public int Health { get; set; }
        public int Mana { get; set; }
        public int Ammo { get; set; }

        public Monster(int health, int mana, int ammo, string name)
        {
            Health = health;
            Mana = mana;
            Ammo = ammo;
            Name = name;
        }

        public Monster ShallowClone()
        {
            // повертає поверхневу копію через MemberwiseClone (копіює поля, але референси на об'єкти лишаються спільними)
            return (Monster)this.MemberwiseClone();
        }

        public object Clone()
        {
            // повертає користувацьку копію (створює новий об'єкт з копійованими значеннями)
            return new Monster(Health, Mana, Ammo, "Клон " + Name);
        }

        virtual public void Passport()
        {
            Console.WriteLine("Монстр {0} з здоров'ям = {1}, манною = {2} та боєприпасами = {3}", Name, Health, Mana, Ammo);
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main()
        {
            Console.OutputEncoding = Encoding.UTF8;

            Monster original = new Monster(70, 50, 80, "Шепетуха");
            Monster referenceCopy = original;
            Monster shallowCopy = original.ShallowClone();
            Monster customCopy = (Monster)original.Clone();

            // демонстрація: зміна значень для ілюстрації типів копіювання
            original.Health = 100;
            shallowCopy.Health = 200;
            customCopy.Health = 300;

            Console.WriteLine("Інформація про монстрів:");
            original.Passport();
            Console.WriteLine("Копія за посиланням:");
            referenceCopy.Passport();
            Console.WriteLine("Поверхнева копія:");
            shallowCopy.Passport();
            Console.WriteLine("Користувацька копія:");
            customCopy.Passport();
        }
    }
}

/*
Реалізація клонування за допомогою інтерфейсу ICloneable в коді вище все ще технічно працює в .NET 9,
оскільки інтерфейс не позначено як obsolete (застарілий) у фреймворку. Однак Microsoft не рекомендує його використовувати
в публічних API, бо метод Clone() не уточнює, чи це поверхневе (shallow) чи глибоке (deep) клонування, що призводить
до непередбачуваної поведінки та помилок у коді. Це проблема існує ще з часів .NET Framework і досі не виправлена в .NET 9,
де прийнято робити акцент на сучасні, безпечніші підходи до даних, такі наприклад як records та immutable об'єкти.

ShallowClone() з MemberwiseClone() — це класичний shallow-клон, який копіює тільки значення полів першого рівня
(референси лишаються спільними). Він актуальний для простих сценаріїв, але не масштабується для складних об'єктів.
Ручна реалізація Clone() — це deep-клон для примітивних типів, але для вкладених об'єктів (наприклад, колекцій) потребує рекурсії,
що зробить код громіздким.

На сьогодні така реалізація вважається застарілою для нових проєктів: вона порушує принципи ясності коду, тестування та продуктивності.
Краще уникати ICloneable взагалі, особливо в enterprise-додатках, де важлива передбачуваність !!!

===================================================================================================================

Ось основні сучасні альтернативи для клонування об'єктів у C# 13 / .NET 9.

1) Records з with-експрешенами (рекомендовано для immutable даних):
Введено в C# 9, удосконалено в C# 12/13. Records — це reference-типи, але з автоматичним equals/hashcode/to-string
і вбудованим клонуванням через with.
Переваги: Автоматичний shallow-клон за замовчуванням, легко зробити deep для вкладених records. 
Недоліки: Не для mutable станів (як у класі Monster, де змінюється Health).

2) Copy-конструктори:
Простий клас з конструктором, що приймає інший екземпляр того ж типу. Легко реалізувати shallow або deep.
Переваги: Явний, без інтерфейсів. Підходить для mutable класів.
Недоліки: Треба писати вручну для кожного класу.

3) Serialization (для deep-клону):
Використовуйте System.Text.Json або його альтернативи. Серіалізуйте об'єкт у потік і десеріалізуйте.
Переваги: Автоматичний deep-клон для складних графів.
Недоліки: Overhead на продуктивність, не для частих операцій

===================================================================================================================

приклад з рекордсами:

using System.Text;

namespace MakeClone
{
    // monster як record: автоматично immutable, з вбудованим клонуванням через 'with'
    public record Monster(int Health, int Mana, int Ammo, string Name);

    class Program
    {
        static void Main()
        {
            Console.OutputEncoding = Encoding.UTF8;

            Monster original = new(70, 50, 80, "Шепетуха");
            Monster referenceCopy = original; // копія за посиланням (mutable зміни вплинуть на обидва)
            Monster shallowCopy = original with { }; // shallow-клон через with (копіює значення, референси спільні)
            Monster customCopy = original with { Name = "Клон " + original.Name, Health = original.Health }; // користувацький клон з модифікаціями

            // демонстрація: records immutable, тож зміни створюють нові об'єкти
            Monster modifiedOriginal = original with { Health = 100 };
            Monster modifiedShallow = shallowCopy with { Health = 200 };
            Monster modifiedCustom = customCopy with { Health = 300 };

            Console.WriteLine("Інформація про монстрів:");
            Console.WriteLine($"Оригінал: {original}");
            Console.WriteLine("Копія за посиланням:");
            Console.WriteLine($"Копія за посиланням: {referenceCopy}");
            Console.WriteLine("Поверхнева копія:");
            Console.WriteLine($"Поверхнева копія: {shallowCopy}");
            Console.WriteLine("Користувацька копія:");
            Console.WriteLine($"Користувацька копія: {customCopy}");

            // перевірка незмінності: оригінал не змінився
            Console.WriteLine("\nПісля модифікацій:");
            Console.WriteLine($"Модифікований оригінал: {modifiedOriginal}");
            Console.WriteLine($"Модифікована поверхнева: {modifiedShallow}");
            Console.WriteLine($"Модифікована користувацька: {modifiedCustom}");
        }
    }
}
*/