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浅谈Java中的深拷贝和浅拷贝(转载)

浅谈Java中的深拷贝和浅拷贝(转载)

作者: Mason啊 | 来源:发表于2019-01-07 14:04 被阅读7次

    假如说你想复制一个简单变量。很简单:

    int apples = 5;
    int pears = apples;
    

    不仅仅是int类型,其它七种原始数据类型(boolean,char,byte,short,float,double.long)同样适用于该类情况。但是如果你复制的是一个对象,情况就有些复杂了。假设说我是一个beginner,我会这样写:

    class Student {
        private int number;
     
        public int getNumber() {
            return number;
        }
     
        public void setNumber(int number) {
            this.number = number;
        }
        
    }
    public class Test {
        
        public static void main(String args[]) {
            
            Student stu1 = new Student();
            stu1.setNumber(12345);
            Student stu2 = stu1;
            
            System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());
            System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());
        }
    }
    
    

    打印结果:
    学生1:12345
    学生2:12345

    这里我们自定义了一个学生类,该类只有一个number字段。我们新建了一个学生实例,然后将该值赋值给stu2实例。(Student stu2 = stu1;)再看看打印结果,作为一个新手,拍了拍胸腹,对象复制不过如此,难道真的是这样吗?我们试着改变stu2实例的number字段,再打印结果看看:

            stu2.setNumber(54321);
        
            System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());
            System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());
    
    

    打印结果:
    学生1:54321
    学生2:54321

    这就怪了,为什么改变学生2的学号,学生1的学号也发生了变化呢?原因出在(stu2 = stu1) 这一句。该语句的作用是将stu1的引用赋值给stu2,这样,stu1和stu2指向内存堆中同一个对象。如图:


    image.png

    那么,怎样才能达到复制一个对象呢?是否记得万类之王Object。它有11个方法,有两个protected的方法,其中一个为clone方法。该方法的签名是:

    protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

    因为每个类直接或间接的父类都是Object,因此它们都含有clone()方法,但是因为该方法是protected,所以都不能在类外进行访问。要想对一个对象进行复制,就需要对clone方法覆盖。
    一般步骤是(浅复制):

    1. 被复制的类需要实现Clonenable接口(不实现的话在调用clone方法会抛出CloneNotSupportedException异常) 该接口为标记接口(不含任何方法)
    2. 覆盖clone()方法,访问修饰符设为public。方法中调用super.clone()方法得到需要的复制对象,(native为本地方法)

    注释:这个修饰符不改为public,不同包下是无法访问的(非原作者注)

    下面对上面那个方法进行改造:

    class Student implements Cloneable{
        private int number;
     
        public int getNumber() {
            return number;
        }
     
        public void setNumber(int number) {
            this.number = number;
        }
        
        @Override
        public Object clone() {
            Student stu = null;
            try{
                stu = (Student)super.clone();
            }catch(CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return stu;
        }
    }
    public class Test {
        
        public static void main(String args[]) {
            
            Student stu1 = new Student();
            stu1.setNumber(12345);
            Student stu2 = (Student)stu1.clone();
            
            System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());
            System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());
            
            stu2.setNumber(54321);
        
            System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());
            System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());
        }
    }
    
    

    打印结果:
    学生1:12345
    学生2:12345
    学生1:12345
    学生2:54321

    如果你还不相信这两个对象不是同一个对象,那么你可以看看这一句:

            System.out.println(stu1 == stu2); // false
    

    上面的复制被称为浅复制(Shallow Copy),还有一种稍微复杂的深度复制(deep copy):我们在学生类里再加一个Address类。

    class Address  {
        private String add;
     
        public String getAdd() {
            return add;
        }
     
        public void setAdd(String add) {
            this.add = add;
        }
        
    }
     
    class Student implements Cloneable{
        private int number;
     
        private Address addr;
        
        public Address getAddr() {
            return addr;
        }
     
        public void setAddr(Address addr) {
            this.addr = addr;
        }
     
        public int getNumber() {
            return number;
        }
     
        public void setNumber(int number) {
            this.number = number;
        }
        
        @Override
        public Object clone() {
            Student stu = null;
            try{
                stu = (Student)super.clone();
            }catch(CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return stu;
        }
    }
    public class Test {
        
        public static void main(String args[]) {
            
            Address addr = new Address();
            addr.setAdd("杭州市");
            Student stu1 = new Student();
            stu1.setNumber(123);
            stu1.setAddr(addr);
            
            Student stu2 = (Student)stu1.clone();
            
            System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
            System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
        }
    }
    

    打印结果:
    学生1:123,地址:杭州市
    学生2:123,地址:杭州市

    乍一看没什么问题,真的是这样吗?我们在main方法中试着改变addr实例的地址。原因是浅复制只是复制了addr变量的引用,并没有真正的开辟另一块空间,将值复制后再将引用返回给新对象。所以,为了达到真正的复制对象,而不是纯粹引用复制。我们需要将Address类可复制化,并且修改clone方法,完整代码如下:

    package abc;
     
    class Address implements Cloneable {
        private String add;
     
        public String getAdd() {
            return add;
        }
     
        public void setAdd(String add) {
            this.add = add;
        }
        
        @Override
        public Object clone() {
            Address addr = null;
            try{
                addr = (Address)super.clone();
            }catch(CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return addr;
        }
    }
     
    class Student implements Cloneable{
        private int number;
     
        private Address addr;
        
        public Address getAddr() {
            return addr;
        }
     
        public void setAddr(Address addr) {
            this.addr = addr;
        }
     
        public int getNumber() {
            return number;
        }
     
        public void setNumber(int number) {
            this.number = number;
        }
        
        @Override
        public Object clone() {
            Student stu = null;
            try{
                stu = (Student)super.clone();   //浅复制
            }catch(CloneNotSupportedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            stu.addr = (Address)addr.clone();   //深度复制
            return stu;
        }
    }
    public class Test {
        
        public static void main(String args[]) {
            
            Address addr = new Address();
            addr.setAdd("杭州市");
            Student stu1 = new Student();
            stu1.setNumber(123);
            stu1.setAddr(addr);
            
            Student stu2 = (Student)stu1.clone();
            
            System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
            System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
            
            addr.setAdd("西湖区");
            
            System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
            System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
        }
    }
    

    打印结果:
    学生1:123,地址:杭州市
    学生2:123,地址:杭州市
    学生1:123,地址:西湖区
    学生2:123,地址:杭州市

    这样结果就符合我们的想法了。
    最后我们可以看看API里其中一个实现了clone方法的类:

    java.util.Date:

        /**
         * Return a copy of this object.
         */
        public Object clone() {
            Date d = null;
            try {
                d = (Date)super.clone();
                if (cdate != null) {
                    d.cdate = (BaseCalendar.Date) cdate.clone();
                }
            } catch (CloneNotSupportedException e) {} // Won't happen
            return d;
        }
    

    该类其实也属于深度复制。

    尊重原创
    作者:czjuttsw
    原文:Java如何复制对象

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