深拷贝和浅拷贝

作者: sendos | 来源:发表于2018-11-15 19:00 被阅读66次

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浅拷贝：使用一个已知实例对新创建实例的成员变量逐个赋值，这个方式被称为浅拷贝。
深拷贝：不仅只是对成员变量赋值，而且如果成员变量是引用类型的话，也一并赋值引用类型，然后将新引用拷贝到该成员变量

假设我们新建一个类Person

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

以往，如果我们要复制的时候，直接如下：

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person person1 = new Person("shengfan", 20);
        Person person2 = person1; // 浅拷贝
        System.out.println("person1:" + person1.toString());
        System.out.println("person2:" + person2.toString());
    }

输出：

image.png
可以看出，person2的内容和person1一样，复制成功。但是这种浅拷贝有个缺点就是如果person1变化了，则复制出来的也会跟着变，如下测试:

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person person1 = new Person("shengfan", 20);
        Person person2 = person1;
        System.out.println("person1:" + person1.toString());
        System.out.println("person2:" + person2.toString());
        person1.setAge(100); // 只是改变person1的年龄
        System.out.println("person1:" + person1.toString());
        System.out.println("person2:" + person2.toString());
    }

image.png
虽然上面只是修改了person1的年龄，但是person2却也跟着变了，因为主要是person1和person2指向的是堆中的同一个对象，如下所示：

image.png
因此，当修改person1的值后，person2也跟着改变。而深拷贝就是为了让person2完全独立出来，和person1无关联，不会因为person1的改变而改变，如下：

image.png

深拷贝的实现

Person需要实现Cloneable接口

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
    public Person clone() {
        Person obj = null;
        try {
            obj = (Person) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return obj;
    }
}

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person person1 = new Person("shengfan", 20);
        Person person2 = person1.clone();
        System.out.println("person1:" + person1.toString());
        System.out.println("person2:" + person2.toString());
        person1.setAge(100);
        System.out.println("person1:" + person1.toString());
        System.out.println("person2:" + person2.toString());
    }

执行结果：

image.png

完毕。。。
但是一般对象不会像我们这么简单，假设person对象里面还有一个cat对象

public class Cat {
  private String name;

  public Cat(String name) {
    this.name = name;
  }

  public String getName() {
    return name;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
}

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    private Cat cat;
    public Person(String name, int age, Cat cat) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.cat = cat;
    }
    public Cat getCat() {
        return cat;
    }
    public void setCat(Cat cat) {
        this.cat = cat;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age + ", cat=" + this.cat.getName() +
                '}';
    }
    public Person clone() {
        Person obj = null;
        try {
            obj = (Person) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return obj;
    }
}

然后运行：

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Cat cat = new Cat("花花");
        Person person1 = new Person("shengfan", 20, cat);
        Person person2 = person1.clone();
        System.out.println("person1:" + person1.toString());
        System.out.println("person2:" + person2.toString());
        cat.setName("笨妞");
        person1.setCat(cat);
        System.out.println("person1:" + person1.toString());
        System.out.println("person2:" + person2.toString());
    }

image.png

结果发现，虽然用了clone方法，然而person2里面的cat还是随着person1的修改跟着变化，
原因在于虽然person2是重新new出来的对象，和person1不是一个引用，然后person2里面的cat的引用依然和person1的cat引用一致。可以输出他们的cat在内存中的地址验证一下：

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Cat cat = new Cat("花花");
        Person person1 = new Person("shengfan", 20, cat);
        Person person2 = person1.clone();
        cat.setName("笨妞");
        person1.setCat(cat);
        System.out.println("person1:" + person1.toString());
        System.out.println("person2:" + person2.toString());
        System.out.println("person1:" + System.identityHashCode(person1));
        System.out.println("person2:" + System.identityHashCode(person2));
        System.out.println("person1的cat:" + System.identityHashCode(person1.getCat()));
        System.out.println("person2的cat:" + System.identityHashCode(person2.getCat()));
    }

运行结果：

image.png

可以看出，虽然person1和person2并非同一个引用，但是里面的cat却是同一个，所以这边如果对象的成员也是一个引用对象的时候，需要成员也实现Cloneable接口，并且本身自己的clone需要对成员进行clone:

public class Cat implements Cloneable {
  private String name;
  public Cat(String name) {
    this.name = name;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  public Cat clone() {
    Cat cat = null;
    try {
      cat = (Cat) super.clone();
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    return cat;
  }
}

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private int age;
    private Cat cat;
    public Person(String name, int age, Cat cat) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.cat = cat;
    }
    public Cat getCat() {
        return cat;
    }
    public void setCat(Cat cat) {
        this.cat = cat;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age + ", cat=" + this.cat.getName() +
                '}';
    }
    public Person clone() {
        Person obj = null;
        try {
            obj = (Person) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        obj.setCat(cat.clone()); // 此处需要对引用成员变量clone
        return obj;
    }
}

运行测试：

public static void main(String[] args) throws Exception {
        Cat cat = new Cat("花花");
        Person person1 = new Person("shengfan", 20, cat);
        Person person2 = person1.clone();
        System.out.println("person1:" + person1.toString());
        System.out.println("person2:" + person2.toString());
        cat.setName("笨妞");
        person1.setCat(cat);
        System.out.println("person1:" + person1.toString());
        System.out.println("person2:" + person2.toString());
        System.out.println("person1:" + System.identityHashCode(person1));
        System.out.println("person2:" + System.identityHashCode(person2));
        System.out.println("person1的cat:" + System.identityHashCode(person1.getCat()));
        System.out.println("person2的cat:" + System.identityHashCode(person2.getCat()));
    }

结果：

image.png

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