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原文链接 深拷贝浅拷贝
在Java中,像数组、类Class、枚举Enum、Integer包装类等等,就是典型的引用类型,所以操作时一般来说采用的也是引用传递的方式;
但是Java的语言级基础数据类型,诸如int这些基本类型,操作时一般采取的则是值传递的方式,所以有时候也称它为值类型。
为了便于下文的讲述和举例,我们这里先定义两个类:Student和Major,分别表示「学生」以及「所学的专业」,二者是包含关系:
public class Major {
private String MajorName;
private String MajorId;
public Major(String majorName, String majorId) {
MajorName = majorName;
MajorId = majorId;
}
//其他省略
}
public class Student{
private String name;
private int age;
private Major major;
public Student(String name, int age, Major major) {
this.name = name;
this.age = age;
this.major = major;
}
//其他省略
}
对象赋值
赋值是日常编程过程中最常见的操作,最简单的比如:
Student codeSheep = new Student();
Student codePig = codeSheep;
严格来说,这种不能算是对象拷贝,因为拷贝的仅仅只是引用关系,并没有生成新的实际对象
浅拷贝
浅拷贝属于对象克隆方式的一种,重要的特性体现在这个 浅 字上。
比如我们试图通过studen1实例,拷贝得到student2,如果是浅拷贝这种方式,大致模型可以示意成如下所示的样子:
很明显,值类型的字段会复制一份,而引用类型的字段拷贝的仅仅是引用地址,而该引用地址指向的实际对象空间其实只有一份。
深拷贝
深拷贝相较于上面所示的浅拷贝,除了值类型字段会复制一份,引用类型字段所指向的对象,会在内存中也创建一个副本,就像这个样子:
原理很清楚明了,下面来看看具体的代码实现吧。
我想通过student1拷贝得到student2,浅拷贝的典型实现方式是:让被复制对象的类实现Cloneable接口, 并重写 clone() 方法即可。
以上面的Student类拷贝为例:
public class Student implements Cloneable{
private String name;
private int age;
private Major major;
//实现clone方法
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
然后我们写个测试代码
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Major m = new Major("软件工程", "001");
Student st1 = new Student("jack", 11, m);
//拷贝
Student st2 = (Student)st1.clone();
System.out.println(st1==st2);
System.out.println(st1);
System.out.println(st2);
System.out.println("\n");
//修改st1
st1.setAge(22);
//修改st1的引用类型字段
m.setMajorName("电子信息");
m.setMajorId("002");
System.out.println(st1);
System.out.println(st2);
}
从结果可以看出
深度遍历式拷贝
虽然clone()方法可以完成对象的拷贝工作,但是注意:clone()方法默认是浅拷贝行为,就像上面的例子一样。若想实现深拷贝需覆写 clone()方法实现引用对象的深度遍历式拷贝,进行地毯式搜索。
所以对于上面的例子,如果想实现深拷贝,首先需要对更深一层次的引用类Major做改造,让其也实现Cloneable接口并重写clone()方法:
public class Major implements Cloneable{
private String MajorName;
private String MajorId;
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
其次我们还需要在顶层的调用类中重写clone方法,来调用引用类型字段的clone()方法实现深度拷贝,对应到本文那就是Student类:
public class Student implements Cloneable{
private String name;
private int age;
private Major major;
//实现clone方法
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Student student = (Student) super.clone();
Major m = (Major)this.major.clone(); //重要
student.major = m;
return student;
}
}
这时候上面的测试用例不变,运行可得结果:
这时候st1和st2两个对象就完全独立了,不受互相的干扰。
利用反序列化实现深拷贝
利用反序列化技术,我们也可以从一个对象深拷贝出另一个复制对象,而且这货在解决多层套娃式的深拷贝问题时效果出奇的好。
所以我们这里改造一下Student类,让其clone()方法通过序列化和反序列化的方式来生成一个原对象的深拷贝副本:
public class Student implements Serializable {
private String name; // 姓名
private int age; // 年龄
private Major major; // 所学专业
public Student clone() {
try {
// 将对象本身序列化到字节流
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream objectOutputStream =
new ObjectOutputStream( byteArrayOutputStream );
objectOutputStream.writeObject( this );
// 再将字节流通过反序列化方式得到对象副本
ObjectInputStream objectInputStream =
new ObjectInputStream( new ByteArrayInputStream( byteArrayOutputStream.toByteArray() ) );
return (Student) objectInputStream.readObject();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
// ... 其他省略 ...
}
当然这种情况下要求被引用的子类(比如这里的Major类)也必须是可以序列化的,即实现了Serializable接口:
public class Major implements Serializable {
// ... 其他省略 ...
}
这时候测试用例完全不变,直接运行,也可以得到如下结果:
这时候st1和st2两个对象也是完全独立的,不受互相的干扰,深拷贝完成。