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Java深复制浅复制解析.md

Java深复制浅复制解析.md

作者: mance | 来源:发表于2017-09-08 09:52 被阅读167次

    Java 克隆概念

    Java克隆分为深克隆和浅克隆两种类型。

    1. 浅复制(浅克隆)
      被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值,而所有的对其他对象的引用仍然指向原来的对象。换言之,浅复制仅仅复制所考虑的对象,而不复制它所引用的对象。

    2. 深复制(深克隆) 被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值,除去那些引用其他对象的变量。那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象,而不再是原有的那些被引用的对象。换言之,深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。
      下面两张图形象揭示了深克隆和浅克隆的区别。


      clone1.jpg
      clone.jpg

    实现克隆的方式

    1. 实现cloneable接口

    所有类都默认继承了object类,object 类中定义有clone()方法,返回类型:object,修饰符为protect ,子类可用。所以无法对类的变量直接使用clone方法(如:定义了某个类Student,声明变量aStudent并创建了对象,但无法使用aStudent.clone())。

    protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
    

    Cloneable 只是一个标志接口而已,用来标志该类是否有克隆功能。

    public interface Cloneable {
    
    }
    

    事实上,类 Object 的 clone() 方法首先会检查 this.getClass() 是否实现了 Cloneable 接口。
    如果 this.getClass() 没有实现 Cloneable 接口, clone() 就会抛 CloneNotSupportedException 返回。否则就会创建一个类型为 this.getClass() 的对象 other ,并将 this 各 field 的值赋值给 other 的对应 field ,然后返回 other 。

    实现clone()的方法:要通过类中重写clone的方法,修饰符改为public。除此之外,还必须实现Cloneable接口,否则会抛出异常( )。Java类库中提供的一些类都可以直接使用clone()方法,是因为都默认实现了cloneable()接口。

    clone()的默认实现

    class Student implements Cloneable {
        String name = null;
        int number = 0;
        Date date;
    
        public Student(Date date, String name, int number) {
            this.date = date;
            this.name = name;
            this.number = number;
        }
    
        @Override
        protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
            return super.clone();
        }
    }
    

    测试代码:

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Student student = new Student(new Date(), "liyice", 0211007760);
        Student st = (Student) student.clone();
        System.out.println(student.name == st.name);
        System.out.println(student.number == st.number);
        System.out.println(student.date == st.date);
    
    }
    

    输出结果:

    true
    true
    true
    

    可以看出clone()方法默认的是浅克隆,date()对象并没有实现克隆,而是复制了引用。对clone()方法进行修改,即可实现深度克隆。

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Student studentClone = (Student) super.clone();
        studentClone.date = (java.util.Date) this.date.clone();
        // 编译错误,String类没有实现clone()方法
        //studentClone.name = (String) this.name.clone();
        return studentClone;
    }
    

    输出结果为:

    true
    true
    false
    

    通过以上的实例可以发现,如果要实现深度克隆,需要自己在clone()方法内部添加实现方法,但是如果类的内部结构比较复杂,有较多的嵌套引用,那么实现起来肯呢个会比较麻烦。

    2. 通过序列化与反序化数据流

    使用序列化的方式实现深度克隆,要求所有的对象都要实现serializable,包括对象中包含的对象。如果没有实现了serializable接口且无法修改所有的类,则推荐使用第三种方式。

    /**
    * @param obj 要克隆的对象
    * @param <T> 泛型
    * @return 克隆的对象
    * @throws Exception 如果没有实现seriablizable接口将会抛出异常
    */
    public static <T> T copyImplSerializable(T obj) throws Exception {
       ByteArrayOutputStream baos = null;
       ObjectOutputStream oos = null;
    
       ByteArrayInputStream bais = null;
       ObjectInputStream ois = null;
    
       Object o;
       //如果子类没有继承该接口,这一步会报错
       try {
           baos = new ByteArrayOutputStream();
           oos = new ObjectOutputStream(baos);
           oos.writeObject(obj);
           bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
           ois = new ObjectInputStream(bais);
    
           o = ois.readObject();
           return (T) o;
       } catch (Exception e) {
           throw new Exception("对象中包含没有继承序列化的对象");
       } finally {
           try {
               baos.close();
               oos.close();
               bais.close();
               ois.close();
           } catch (Exception e2) {
               //这里报错不需要处理
           }
       }
    }
    

    对以上方法进行测试,

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Student student = new Student(new Date(), "liyice", 0211007760);
        Student st = copyImplSerializable(student);
        System.out.println(Objects.equals(student.name, st.name));
        System.out.println(student.number == st.number);
        System.out.println(student.date == st.date);
    }
    

    输出结果为:

    true
    true
    false
    

    由此可见采用序列化为数据流的方式是深度克隆。

    3. 通过序列化为json

    由于fastjson在json解析中具有最快的性能,因此本例子采用fastjson对对象进行序列化与反序列化。

    /**
     * @param obj 要克隆的对象
     * @param <T> 对象的类型
     * @return 克隆的对象
     */
    public static <T> T copyByJson(T obj, Class c){
        return (T) JSON.parseObject(JSON.toJSONString(obj), c);
    }
    

    创建测试代码

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Man man = new Man(27,new Date(),"liyice", "male");
        Man m = copyByJson(man, Man.class);
        System.out.println(man.getName() == m.getName());
        System.out.println(man.getSex() == m.getSex());
        System.out.println(man.getAge() == m.getAge());
        System.out.println(man.getDate() == m.getDate());
    }
    

    <b>@TODO
    在测试过程中发现了一些问题,一是在序列化的时候要求Javabean中的每个成员变量必须具有set和get方法,不然无法进行序列化,二是要求javabean必须是public的,不然反序列化的时候会抛出异常,目前还不知道原因是什么,留待后面解决。</b>

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