Java拷贝数组的几种方式

本文为转载，原文链接 https://blog.csdn.net/u011669700/article/details/79323251

目前在Java中数据拷贝提供了如下方式：

1. clone
2. System.arraycopy
3. Arrays.copyOf
4. Arrays.copyOfRange

1. clone方法

clone方法是从Object类继承过来的，基本数据类型（int ，boolean，char，byte，short，float ，double，long）都可以直接使用clone方法进行克隆，注意String类型是因为其值不可变所以才可以使用。

int类型示例

int[] a1 = {1, 3};
int[] a2 = a1.clone();

a1[0] = 666;
System.out.println(Arrays.toString(a1));   //[666, 3]
System.out.println(Arrays.toString(a2));   //[1, 3]

String类型示例

String[] a1 = {"a1", "a2"};
String[] a2 = a1.clone();

a1[0] = "b1"; //更改a1数组中元素的值
System.out.println(Arrays.toString(a1));   //[b1, a2]
System.out.println(Arrays.toString(a2));   //[a1, a2]

2. System.arraycopy

System.arraycopy方法是一个本地的方法，源码定义如下：

public static native void arraycopy(Object src, int srcPos, Object dest, int desPos, int length)

其含义为

（原数组， 原数组的开始位置， 目标数组， 目标数组的开始位置，拷贝长度）

用法示例

int[] a1 = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] a2 = new int[10];

System.arraycopy(a1, 1, a2, 3, 3);
System.out.println(Arrays.toString(a1)); // [1, 2, 3, 4, 5]
System.out.println(Arrays.toString(a2)); // [0, 0, 0, 2, 3, 4, 0, 0, 0, 0]

Arrays.copyOf

Arrays.copyOf底层其实也是用的System.arraycopy 源码如下：

public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<? extends T[]> newType) {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
        ? (T[]) new Object[newLength]
        : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0,
                     Math.min(original.length, newLength));
    return copy;
}

参数含义：

（原数组，拷贝长度）

用法示例

int[] a1 = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] a2 = Arrays.copyOf(a1, 3);

System.out.println(Arrays.toString(a1)) // [1, 2, 3, 4, 5]
System.out.println(Arrays.toString(a2)) // [1, 2, 3]

4. Arrays.copyOfRange

Arrays.copyOfRange底层其实也是用的System.arraycopy，只不过封装了一个方法:

public static <T,U> T[] copyOfRange(U[] original, int from, int to, Class<? extends T[]> newType) {
    int newLength = to - from;
    if (newLength < 0)
        throw new IllegalArgumentException(from + " > " + to);
    @SuppressWarnings("unchecked")
    T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)
        ? (T[]) new Object[newLength]
        : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);
    System.arraycopy(original, from, copy, 0,
                     Math.min(original.length - from, newLength));
    return copy;
}

参数含义：

（原数组，开始位置(闭区间)，结束位置(开区间)）

用法示例

int[] a1 = {1, 2, 3, 4, 5};
int[] a2 = Arrays.copyOfRange(a1, 0, 1);

System.out.println(Arrays.toString(a1)) // [1, 2, 3, 4, 5]
System.out.println(Arrays.toString(a2)) // [1]

5. 实现对象的深拷贝

5.1 实现Cloneable接口

实现Cloneable接口，并重写clone方法，注意一个类不实现这个接口，直接使用clone方法是编译通不过的。

/**
 * Created by Joe on 2018/2/13.
 */
public class Dog implements Cloneable {
    private String id;
    private String name;

    public Dog(String id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    // 省略 getter 、 setter 以及 toString 方法

    @Override
    public Dog clone() throws CloneNotSupportedException {
        Dog dog = (Dog) super.clone();

        return dog;
    }
}

示例

Dog dog1 = new Dog("1", "Dog1");
Dog dog2 = dog1.clone();

dog2.setName("Dog1 changed");

System.out.println(dog1); // Dog{id='1', name='Dog1'}
System.out.println(dog2); // Dog{id='1', name='Dog1 changed'}

5.2 组合类深拷贝

如果一个类里面，又引用其他的类，其他的类又有引用别的类，那么想要深度拷贝必须所有的类及其引用的类都得实现Cloneable接口，重写clone方法，这样以来非常麻烦，简单的方法是让所有的对象实现序列化接口（Serializable），然后通过序列化反序列化的方法来深度拷贝对象。

public Dog myClone() {
    Dog dog = null;

    try {
        //将对象序列化成为流，因为写在流是对象里的一个拷贝
        //而原始对象扔在存在JVM中，所以利用这个特性可以实现深拷贝
        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
        objectOutputStream.writeObject(this);

        //将流序列化为对象
        ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray());
        ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);
        dog = (Dog) objectInputStream.readObject();
    } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    return dog;
}

总结

本文介绍了关于Java里面的数组拷贝的几种方式和用法，并给出了如何在Java里面实现对象的深度拷贝，注意除非必需，一般情况下不要使用对象的深度拷贝，因为性能较差。除了自己实现深度拷贝的功能外，网上也有一些开源的工具类也集成了这些功能，如Apache Common Lang3，但原理都大同小异，感兴趣的同学可以自己去学习下。