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Java如何复制对象(深浅)

Java如何复制对象(深浅)

作者: Aldeo | 来源:发表于2018-08-16 09:43 被阅读52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

    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)

    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。

            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:西湖区
    

    这就奇怪了,怎么两个学生的地址都改变了?

    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。

    原文链接:https://blog.csdn.net/tounaobun/article/details/8491392

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