Java如何完全复制一个对象

Java里的clone分为：
** A:浅复制（浅克隆）: **浅复制仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。
B:深复制（深克隆）：深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。
Java中对象的克隆,为了获取对象的一份拷贝，我们可以利用Object类的clone()方法。必须要遵循下面三点：
1.在派生类中覆盖基类的clone()方法，并声明为public【Object类中的clone()方法为protected的】。
2.在派生类的clone()方法中，调用super.clone()。
3.在派生类中实现Cloneable接口。 Object类里的clone方法是浅复制（浅克隆）

下面这段只是引言。具体示例请往下翻。

对于一个新手而言，让你复制一个对象，你可能觉得很简单：

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  

完了，出问题了。为什么我改变了stu2的值，stu1也跟着改变了呢？
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。其实，stu1和stu2在堆内存中指向的是同一个对象。如图：

正文开始

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  

到这里，一个简单的浅复制就OK了。

2.深复制（深Clone）例子：

public class DeepCloneTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // teacher对象将不被clone出来的Student对象共享.
        Teacher teacher = new Teacher();
        teacher.setAge(40);
        teacher.setName("Teacher zhang");

        Student student1 = new Student();
        student1.setAge(20);
        student1.setName("zhangsan");
        student1.setTeacher(teacher);

        // 复制出来一个对象student2
        Student student2 = (Student) student1.clone();
        System.out.println(student2.getAge());
        System.out.println(student2.getName());

        System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
        System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
        System.out.println(student1.getTeacher().getName());

        // 修改student2的引用对象
        student2.getTeacher().setAge(50);
        student2.getTeacher().setName("Teacher Li");

        System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
        System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
        System.out.println(student1.getTeacher().getName());
    }
}

class Teacher implements Cloneable {
    public int age;
    public String name;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

}

class Student implements Cloneable {

    public int age;
    public String name;
    public Teacher teacher;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public Teacher getTeacher() {
        return teacher;
    }

    public void setTeacher(Teacher teacher) {
        this.teacher = teacher;
    }

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Student student = (Student) super.clone();
        // 将引用的对象teacher也clone下
        student.setTeacher((Teacher) (student.getTeacher().clone()));
        return student;
    }
}

打印结果：

20
zhangsan
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
40
Teacher zhang
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
40
Teacher zhang

3.利用序列化来做深复制

把对象写到流里的过程是序列化（Serilization）过程，而把对象从流中读出来的过程则叫做反序列化（Deserialization）过程。**应当指出的是，写在流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面。利用这个特性，可以做深拷贝 。

import java.io.ByteArrayInputStream;  
import java.io.ByteArrayOutputStream;  
import java.io.ObjectInputStream;  
import java.io.ObjectOutputStream;  
import java.io.Serializable;  
//利用序列化来做深复制  
//深clone  
  
public class DeepCloneTest  
{  
  
    public static void main(String[] args) throws Exception  
    {  
        // teacher对象将不被clone出来的Student对象共享.  
        Teacher teacher = new Teacher();  
        teacher.setAge(40);  
        teacher.setName("Teacher zhang");  
  
        Student student1 = new Student();  
        student1.setAge(20);  
        student1.setName("zhangsan");  
        student1.setTeacher(teacher);  
  
        // 复制出来一个对象student2  
        Student student2 = (Student) student1.deepCopy();  
        System.out.println(student2.getAge());  
        System.out.println(student2.getName());  
  
        System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");  
        System.out.println(student1.getTeacher().getAge());  
        System.out.println(student1.getTeacher().getName());  
  
        // 修改student2的引用对象  
        student2.getTeacher().setAge(50);  
        student2.getTeacher().setName("Teacher Li");  
  
        System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");  
        System.out.println(student1.getTeacher().getAge());  
        System.out.println(student1.getTeacher().getName());  
    }  
}  
  
class Teacher implements Serializable  
{  
  
    private static final long serialVersionUID = -8834559347461591191L;  
  
    public int age;  
    public String name;  
  
    public int getAge()  
    {  
        return age;  
    }  
  
    public void setAge(int age)  
    {  
        this.age = age;  
    }  
  
    public String getName()  
    {  
        return name;  
    }  
  
    public void setName(String name)  
    {  
        this.name = name;  
    }  
  
}  
  
class Student implements Serializable  
{  
  
    // serialVersionUID  
    // 如果你的对象序列化后存到硬盘上面后，可是后来你却更改了类的field(增加或减少或改名)，当你
    // 反序列化时，就会出现Exception的，这样就会造成不兼容性的问题。  
    // 但当serialVersionUID相同时，它就会将不一样的field以type的
    // 缺省值赋值(如int型的是0,String型的是null等)，这个可以避开不兼容性的问题。
    // 所以最好给serialVersionUID赋值  
    private static final long serialVersionUID = 7991552226614088458L;  
  
    public int age;  
    public String name;  
    public Teacher teacher;  
  
    public int getAge()  
    {  
        return age;  
    }  
  
    public void setAge(int age)  
    {  
        this.age = age;  
    }  
  
    public String getName()  
    {  
        return name;  
    }  
  
    public void setName(String name)  
    {  
        this.name = name;  
    }  
  
    public Teacher getTeacher()  
    {  
        return teacher;  
    }  
  
    public void setTeacher(Teacher teacher)  
    {  
        this.teacher = teacher;  
    }  
  
    public Object deepCopy() throws Exception  
    {  
        // 将该对象序列化成流,因为写在流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面。
        // 所以利用这个特性可以实现对象的深拷贝。  
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();  
  
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);  
  
        oos.writeObject(this);  
  
        // 将流序列化成对象  
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());  
  
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);  
  
        return ois.readObject();  
    }  
}  

打印结果：

20  
zhangsan  
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~  
40  
Teacher zhang  
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~  
40  
Teacher zhang