说说深拷贝和浅拷贝

本文主要内容

• 什么是clone
• 浅拷贝
• 深拷贝

1、什么是clone

在实际编程过程中，我们常常遇到这种情况：有一个对象A，在某一时刻A中已经包含了一些有效值，此时可能 会需要一个和A完全相同新对象B，并且此后对B任何改动都不会影响到A中的值，也就是说，A与B是两个独立的对象，但B的初始值是由A对象确定的。在 Java语言中，用简单的赋值语句是不能满足这种需求的。要满足这种需求虽然有很多途径，但实现clone（）方法是其中最简单，也是最高效的手段。

Java的所有类都默认继承java.lang.Object类，在java.lang.Object类中有一个方法clone()。方法将返回一个新对象，并且新对象中将包含原来对象的信息，而不是对象的默认的初始信息。

还有一点值得注意：

 /* @return     a clone of this instance.
 * @exception  CloneNotSupportedException  if the object's class does not
 *               support the {@code Cloneable} interface. Subclasses
 *               that override the {@code clone} method can also
 *               throw this exception to indicate that an instance cannot
 *               be cloned.
 * @see java.lang.Cloneable
 */
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

源码中关于抛出异常的说明，如果不实现 Cloneable 接口，调用 clone 方法将抛出异常。

2、浅拷贝

先来看一个示例，CopyUser类中包含3个成员变量，有String，int，还有一个Object对象。

public class CopyUser implements Cloneable, Serializable{

public String name;
public int age;
public CopyJob job;
}

重写它的clone方法：

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    return super.clone();
    //return deepClone1();
    //return deepClone2();
}

试试看clone方法的效果：

public static void main(String[] args) {
    try {
        CopyJob job1 = new CopyJob("student", 0);
        CopyUser user1 = new CopyUser("jim", 15, job1);
        System.out.println(user1);
        CopyUser user2 = (CopyUser) user1.clone();
        user2.name = "tom";
        user2.age = 21;
        user2.job.jobName = "programmer";
        user2.job.salary = 1000;
        System.out.println(user2);
        System.out.println(user1);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

查看结果如何：

可以看到，user2的name及aga均改变了，但user1和user2两个对象的 job 成员均变化了，它们指向了同一个 job 对象。这与我们设想的克隆不太一样。

在 clone 方法中，对象的基础类型成员变量均会被真正克隆，在内存中生成另外一个副本，并且值和原对象的值一样，但非基础类型的成员变量不会被真正克隆，只是被赋值，指向原对象的成员变量，这就是浅拷贝 。

要想实现深拷贝，需要我们改进下 clone 方法。

3、深拷贝

实现深拷贝有两个方法，第1个方法就是将非基础类型的成员变量也手动克隆一次：

private Object deepClone1(){
    try {
        CopyJob job = (CopyJob) this.job.clone();
        CopyUser user = (CopyUser) super.clone();
        user.job = job;
        return user;
    } catch (Exception e) {
    }
    return null;
}

这种可以实现，另外还有一种方法可以实现，利用流读写Object。

private Object deepClone2(){
    try {
        ByteArrayOutputStream bo = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oo = new ObjectOutputStream(bo);
        oo.writeObject(this);
        
        ByteArrayInputStream bi = new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());
        ObjectInputStream oi = new ObjectInputStream(bi);
        return (oi.readObject());
    } catch (Exception e) {
    }
    return null;
}

需要强调的是，第2种方法，所涉及的所有类均要实现序列化接口，Serializable。如果不实现此接口，读到的对象将为 null。

随便调用上面任意一个深拷贝方法，我们再来看看代码的运行结果如何：

这下，结果正常了，深拷贝也顺利实现。