浅拷贝是只拷贝基本类型和引用,不拷贝引用指向的对象。

深拷贝是不仅拷贝基本类型引用,而且拷贝引用所指向的对象。

一、浅拷贝、深拷贝

  浅拷贝会对对象中的成员变量进行拷贝:如果是基本类型,拷贝的就是基本类型的值;如果属性是内存地址(引用类型),拷贝的就是内存地址 ;

  深拷贝,除了基本类型外,引用类型所引用的对象也会进行拷贝;(引用的对象只要求浅拷贝即可;若要深层拷贝,一般可利用序列化和反序列化来实现,也可手动实现各级引用对象的深层拷贝;)

假如说你想复制一个简单变量。很简单:




1. int apples = 5;  
2. 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:




    1. class Student {  
    2. private int number;  
    3.   
    4. public int getNumber() {  
    5. return number;  
    6.     }  
    7.   
    8. public void setNumber(int number) {  
    9. this.number = number;  
    10.     }  
    11.       
    12. }  
    13. public class Test {  
    14.       
    15. public static void main(String args[]) {  
    16.           
    17. new Student();  
    18. 12345);  
    19.         Student stu2 = stu1;  
    20.           
    21. "学生1:" + stu1.getNumber());  
    22. "学生2:" + stu2.getNumber());  
    23.     }  
    24. }




    打印结果:



    1. 学生1:12345  
    2. 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:



    1. stu2.setNumber(54321);  
    2.   
    3. System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());  
    4. System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());



    打印结果:





    1. 学生1:54321  
    2. 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:

    java object 深拷贝 java 深浅拷贝_java object 深拷贝



    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:




    1. class Student implements Cloneable{  
    2. private int number;  
    3.   
    4. public int getNumber() {  
    5. return number;  
    6.     }  
    7.   
    8. public void setNumber(int number) {  
    9. this.number = number;  
    10.     }  
    11.       
    12. @Override  
    13. public Object clone() {  
    14. null;  
    15. try{  
    16. super.clone();  
    17. catch(CloneNotSupportedException e) {  
    18.             e.printStackTrace();  
    19.         }  
    20. return stu;  
    21.     }  
    22. }  
    23. public class Test {  
    24.       
    25. public static void main(String args[]) {  
    26.           
    27. new Student();  
    28. 12345);  
    29.         Student stu2 = (Student)stu1.clone();  
    30.           
    31. "学生1:" + stu1.getNumber());  
    32. "学生2:" + stu2.getNumber());  
    33.           
    34. 54321);  
    35.       
    36. "学生1:" + stu1.getNumber());  
    37. "学生2:" + stu2.getNumber());  
    38.     }  
    39. }



    打印结果:



    1. 学生1:12345  
    2. 学生2:12345  
    3. 学生1:12345  
    4. 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:




      1. 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。




      1. class Address  {  
      2. private String add;  
      3.   
      4. public String getAdd() {  
      5. return add;  
      6.     }  
      7.   
      8. public void setAdd(String add) {  
      9. this.add = add;  
      10.     }  
      11.       
      12. }  
      13.   
      14. class Student implements Cloneable{  
      15. private int number;  
      16.   
      17. private Address addr;  
      18.       
      19. public Address getAddr() {  
      20. return addr;  
      21.     }  
      22.   
      23. public void setAddr(Address addr) {  
      24. this.addr = addr;  
      25.     }  
      26.   
      27. public int getNumber() {  
      28. return number;  
      29.     }  
      30.   
      31. public void setNumber(int number) {  
      32. this.number = number;  
      33.     }  
      34.       
      35. @Override  
      36. public Object clone() {  
      37. null;  
      38. try{  
      39. super.clone();  
      40. catch(CloneNotSupportedException e) {  
      41.             e.printStackTrace();  
      42.         }  
      43. return stu;  
      44.     }  
      45. }  
      46. public class Test {  
      47.       
      48. public static void main(String args[]) {  
      49.           
      50. new Address();  
      51. "杭州市");  
      52. new Student();  
      53. 123);  
      54.         stu1.setAddr(addr);  
      55.           
      56.         Student stu2 = (Student)stu1.clone();  
      57.           
      58. "学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());  
      59. "学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());  
      60.     }  
      61. }




      打印结果:


      1. 学生1:123,地址:杭州市  
      2. 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。




        1. addr.setAdd("西湖区");  
        2.   
        3. System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());  
        4. System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());



        打印结果:




        1. 学生1:123,地址:杭州市  
        2. 学生2:123,地址:杭州市  
        3. 学生1:123,地址:西湖区  
        4. 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:




        1. package abc;  
        2.   
        3. class Address implements Cloneable {  
        4. private String add;  
        5.   
        6. public String getAdd() {  
        7. return add;  
        8.     }  
        9.   
        10. public void setAdd(String add) {  
        11. this.add = add;  
        12.     }  
        13.       
        14. @Override  
        15. public Object clone() {  
        16. null;  
        17. try{  
        18. super.clone();  
        19. catch(CloneNotSupportedException e) {  
        20.             e.printStackTrace();  
        21.         }  
        22. return addr;  
        23.     }  
        24. }  
        25.   
        26. class Student implements Cloneable{  
        27. private int number;  
        28.   
        29. private Address addr;  
        30.       
        31. public Address getAddr() {  
        32. return addr;  
        33.     }  
        34.   
        35. public void setAddr(Address addr) {  
        36. this.addr = addr;  
        37.     }  
        38.   
        39. public int getNumber() {  
        40. return number;  
        41.     }  
        42.   
        43. public void setNumber(int number) {  
        44. this.number = number;  
        45.     }  
        46.       
        47. @Override  
        48. public Object clone() {  
        49. null;  
        50. try{  
        51. super.clone();   //浅复制  
        52. catch(CloneNotSupportedException e) {  
        53.             e.printStackTrace();  
        54.         }  
        55. //深度复制  
        56. return stu;  
        57.     }  
        58. }  
        59. public class Test {  
        60.       
        61. public static void main(String args[]) {  
        62.           
        63. new Address();  
        64. "杭州市");  
        65. new Student();  
        66. 123);  
        67.         stu1.setAddr(addr);  
        68.           
        69.         Student stu2 = (Student)stu1.clone();  
        70.           
        71. "学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());  
        72. "学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());  
        73.           
        74. "西湖区");  
        75.           
        76. "学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());  
        77. "学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());  
        78.     }  
        79. }



        打印结果:



        1. 学生1:123,地址:杭州市  
        2. 学生2:123,地址:杭州市  
        3. 学生1:123,地址:西湖区  
        4. 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:




        1. /**
        2.  * Return a copy of this object.
        3.  */  
        4. public Object clone() {  
        5. null;  
        6. try {  
        7. super.clone();  
        8. if (cdate != null) {  
        9.             d.cdate = (BaseCalendar.Date) cdate.clone();  
        10.         }  
        11. catch (CloneNotSupportedException e) {} // Won't happen  
        12. return d;  
        13. }


        该类其实也属于深度复制。

        推荐使用序列化实现对象的拷贝

        原文链接:

        上面建议说了对象的浅拷贝问题,实现Cloneable接口就具备了拷贝能力,那我们来思考这样一个问题:如果一个项目中有大量的对象是通过拷贝生成的,那我们该如何处理?每个类都写一个clone方法,并且还要深拷贝?想想看这是何等巨大的工作量呀,是否有更好的方法呢?

        其实,可以通过序列化方式来处理,在内存中通过字节流的拷贝来实现,也就是把母对象写到一个字节流中,再从字节流中将其读出来,这样就可以重建一个新对象了,该新对象与母对象之间不存在引用共享的问题,也就相当于深拷贝了一个新对象,代码如下:


        1. public class CloneUtils {  
        2.      // 拷贝一个对象  
        3.      @SuppressWarnings("unchecked")  
        4.      public static <T extends Serializable>  T clone(T obj) {  
        5.           // 拷贝产生的对象  
        6.           T clonedObj = null;  
        7.           try {  
        8.             // 读取对象字节数据  
        9.             ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();  
        10.             ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);  
        11.             oos.writeObject(obj);  
        12.             oos.close();  
        13.             // 分配内存空间,写入原始对象,生成新对象  
        14.             ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());  
        15.             ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);  
        16.             //返回新对象,并做类型转换  
        17.             clonedObj = (T)ois.readObject();  
        18.             ois.close();  
        19.          } catch (Exception e) {  
        20.             e.printStackTrace();  
        21.          }  
        22.          return clonedObj;  
        23.      }  
        24. }

        此工具类要求被拷贝的对象必须实现Serializable接口,否则是没办法拷贝的(当然,使用反射那是另外一种技巧),上一个建议中的例子只要稍微修改一下即可实现深拷贝,代码如下:

        1. class Person implements Serializable{  
        2.      private static final long serialVersionUID = 1611293231L;  
        3.      /*删除掉clone方法,其他代码保持不变*/  
        4. }

        上去的,然后我们就可以通过CloneUtils工具进行对象的深拷贝了。用此方法进行对象拷贝时需要注意两点:

        (1)对象的内部属性都是可序列化的

        如果有内部属性不可序列化,则会抛出序列化异常,这会让调试者很纳闷:生成一个对象怎么会出现序列化异常呢?从这一点来考虑,也需要把CloneUtils工具的异常进行细化处理。

        (2)注意方法和属性的特殊修饰符

        比如final、static变量的序列化问题会被引入到对象拷贝中来(参考第1章),这点需要特别注意,同时transient变量(瞬态变量,不进行序列化的变量)也会影响到拷贝的效果。

        当然,采用序列化方式拷贝时还有一个更简单的办法,即使用Apache下的commons工具包中的SerializationUtils类,直接使用更加简洁方便。



        注:a. clone 和 序列化都不会调用对象的构造方法;

           b. 序列化 不会对 static 和 transient修饰的变量序列化;

           c. 序列化的对象中引用类型变量的对象 也要实现Serializable,不要在序列化时会抛出 NotSerializableException;