複雑な構造を持つデータのシリアライズ #C#

はじめに

循環参照があり、複数のクラスが含まれる複雑な構造のデータをシリアライズしたいと思いました。
しかし、調べてみても単純なクラスが１個だけあるサンプルが殆どでした。

唯一見つかった循環参照を扱ったサンプルも、シリアライズするクラスは一つです。
こちらはDataContractSerializerを使用しています。

果たして、私のやりたいことはDataContractSerializerを使ってできるのでしょうか？

注意

.NET Frameworkです。.NET Coreではビルドできません。

循環参照をシリアライズするのにDataContractSerializerのコンストラクタでpreserveObjectReferences引数をtrueにする必要があるそうです。

実際、後述のサンプルでこれをfalseにすると例外が発生します。

コンストラクタの数が違う

.NET FrameworkだとDataContractSerializerのコンストラクタは13個あるのに、

.NET Coreだと7個で、preserveObjectReferences引数を持つものはありません。

試行

2つの異なるクラスが参照し合うパターン

問題なく動作しました。
Part, Moduleに付けているDataContract, KnownTypeは必須で、外すと例外が発生します。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Runtime.Serialization;

namespace DataContractSerializerSample1
{
    [DataContract]
    [KnownType(typeof(Module))]
    class Part
    {
        [DataMember]
        public Module Owner;

		[DataMember]
        public Part AnotherPart { get; set; }

		public Part(Module owner)
		{
			Owner = owner;
		}
    }

    [DataContract]
    [KnownType(typeof(Part))]
    class Module
    {
        [DataMember]
        public List<Part> Parts { get; private set; } = new List<Part>();
    }

    static class Program
    {
        static void Main()
        {
            Module module = new Module();
            Part a = new Part(module);
            Part b = new Part(module);

            // 循環参照あり
            a.AnotherPart = b;
            b.AnotherPart = a;
            module.Parts.Add(a);
            module.Parts.Add(b);

            DataContractSerializer dcs = new DataContractSerializer(
                typeof(Product), null, int.MaxValue, false, true, null);
            using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
            {
                // シリアライズ
                dcs.WriteObject(ms, module);

                // デシリアライズ
                ms.Position = 0;
                Module c = (Module)dcs.ReadObject(ms);
                Console.WriteLine(ReferenceEquals(c.Parts[0], c.Parts[1].AnotherPart));
                Console.WriteLine(ReferenceEquals(c.Parts[1], c.Parts[0].AnotherPart));
                Console.WriteLine(ReferenceEquals(c.Parts[0].Owner, c.Parts[1].Owner));
                Console.WriteLine(ReferenceEquals(c, c.Parts[0].Owner));
            }
        }
    }
}

継承を含むパターン

これも問題なく動作しました。
しかし、Part, Moduleに付けているKnownTypeを外しても例外が発生しませんでした。（？）
また、Productに継承元のModuleについてのKnownTypeが無くても動きました。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.IO;
using System.Runtime.Serialization;

namespace DataContractSerializerSample2
{
    [DataContract]
    [KnownType(typeof(Module))]
    class Part
    {
        [DataMember]
        public Module Owner;

		[DataMember]
        public Part AnotherPart { get; set; }

		public Part(Module owner)
		{
			Owner = owner;
		}
    }

    [DataContract]
    [KnownType(typeof(Part))]
    class Module
    {
        [DataMember]
        public List<Part> Parts { get; private set; } = new List<Part>();
    }

    [DataContract]
    class Product : Module
    {
        [DataMember]
        public string SN;
    }

    static class Program
    {
        static void Main()
        {
            Product product = new Product();
            product.SN = "SN0123456789";
            Part a = new Part(product);
            Part b = new Part(product);

            // 循環参照あり
            a.AnotherPart = b;
            b.AnotherPart = a;
            product.Parts.Add(a);
            product.Parts.Add(b);

            DataContractSerializer dcs = new DataContractSerializer(
                typeof(Product), null, int.MaxValue, false, true, null);
            using (MemoryStream ms = new MemoryStream())
            {
                // シリアライズ
                dcs.WriteObject(ms, product);

                // デシリアライズ
                ms.Position = 0;
                Product c = (Product)dcs.ReadObject(ms);
                Console.WriteLine(ReferenceEquals(c.Parts[0], c.Parts[1].AnotherPart));
                Console.WriteLine(ReferenceEquals(c.Parts[1], c.Parts[0].AnotherPart));
                Console.WriteLine(ReferenceEquals(c.Parts[0].Owner, c.Parts[1].Owner));
                Console.WriteLine(ReferenceEquals(c, c.Parts[0].Owner));
                Console.WriteLine(c.SN);
            }
        }
    }
}

結論

不明点はありますが、現時点でやりたいことは出来そうです。

まとめ

シリアライズするクラス全てにDataContract付けるべし
.NET Coreでは不可
循環参照可
継承しててもOK
(KnownTypeは何か問題があれば調べる)

終わりに

改善点やツッコミ処等があればご指摘お願いします。