Java 深拷贝与浅拷贝的分析

前端技术 2023/09/02 Java

在正式的进入主题之前，我们先来了解下深拷贝和前拷贝的概念：

浅拷贝：

会创建一个新对象，这个对象有着原始对象属性值的一份精确拷贝，如果属性是基本类型，拷贝的是基本类型的值；如果属性是内存地址，拷贝的就是内存地址，因此如果一个对象改变了这个地址就会影响到另一个对象；

深拷贝：

不仅要复制对象的所有非引用成员变量值，还要为引用类型的成员变量创建新的实例，并且初始化为形式参数实例值；

了解完概念之后，我们来测试下普通的对象赋值操作属于深拷贝还是浅拷贝：

测试代码：

public class DepthCopy { 
  public static void main(String[] args) { 
    Copy first = new Copy(\"hzw\", 24); 
    Copy second = first; 
    second.name = \"shanxi\"; 
    System.out.println(first.name);//输出shanxi 
  } 
} 
class Copy 
{ 
  public String name; 
  public int age; 
  public Copy(String name,int age) { 
    this.name = name; 
    this.age = age; 
  } 
}

可以发现，在second将name属性值修改为shanxi之后，first的name属性值也变成了shanxi，这点就可以看出普通的对象赋值属于浅拷贝；

明白了对象之间赋值是浅拷贝之后，接下来我们来看看克隆到底是深拷贝还是浅拷贝，测试代码是让上面的Copy对象实现Cloneable接口里面的clone方法：

public class DepthCopy { 
  public static void main(String[] args) { 
    Copy first = new Copy(\"hzw\", 24); 
    Copy second = null; 
    try { 
      second = (Copy) first.clone(); 
    } catch (CloneNotSupportedException e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    second.name = \"shanxi\"; 
    System.out.println(first.name);//输出: hzw 
    System.out.println(first);//输出: com.hzw.day33.Copy@7f39ebdb 
    System.out.println(second);//输出: com.hzw.day33.Copy@33abb81e 
  } 
} 
class Copy implements Cloneable 
{ 
  public String name; 
  public int age; 
  public Copy(String name,int age) { 
    this.name = name; 
    this.age = age; 
  } 
  @Override 
  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { 
    return super.clone(); 
  } 
}

可以看出原先创建出的对象first和克隆创建出的对象second是两个实例，因此对于second中name属性的修改并不会影响first中的name属性；但是，我们并不能单纯的认为克隆就是深拷贝的，比如下面这个例子：

public class DepthCopy { 
  public static void main(String[] args) { 
    Student student = new Student(95); 
    Copy first = new Copy(\"hzw\", 24,student); 
    Copy second = null; 
    try { 
      second = (Copy) first.clone(); 
    } catch (CloneNotSupportedException e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    second.name = \"shanxi\"; 
    second.student.score = 60; 
    System.out.println(first == second);//false 
    System.out.println(first.student == second.student);//true 
    System.out.println(first.student.score);//60 
  } 
} 
class Copy implements Cloneable 
{ 
  public String name; 
  public int age; 
  public Student student; 
  public Copy(String name,int age,Student student) { 
    this.name = name; 
    this.age = age; 
    this.student = student; 
  } 
  @Override 
  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { 
    return super.clone(); 
  } 
} 
class Student  
{ 
  public int score; 
  public Student(int score) { 
    this.score = score; 
  } 
}

看到没有呢？我们通过克隆的方式创建了second，很明显发现first和second是两个实例，因为first == second输出为false,但是first和second里面的student对象却是一样的，通过second修改了student的score值之后，first里面student的score也发生了改变，这也就是说first和second里面的student是相同的，这也就说明了克隆是浅拷贝的，我们要想实现克隆的深拷贝，必须让Copy对象里面的Student对象也要实现Cloneable接口里面的clone方法，并且在Copy里面的克隆方法返回Student的一个克隆即可，这样就可以保证Student的唯一啦，修改之后的代码如下：

public class DepthCopy { 
  public static void main(String[] args) { 
    Student student = new Student(95); 
    Copy first = new Copy(\"hzw\", 24,student); 
    Copy second = null; 
    try { 
      second = (Copy) first.clone(); 
    } catch (CloneNotSupportedException e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    second.name = \"shanxi\"; 
    second.student.score = 60; 
    System.out.println(first == second);//false 
    System.out.println(first.student == second.student);//false 
    System.out.println(first.student.score);//95 
    System.out.println(second.student.score);//60 
  } 
} 
class Copy implements Cloneable 
{ 
  public String name; 
  public int age; 
  public Student student; 
  public Copy(String name,int age,Student student) { 
    this.name = name; 
    this.age = age; 
    this.student = student; 
  } 
  @Override 
  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { 
    Copy copy = (Copy)super.clone(); 
    copy.student = (Student) student.clone(); 
    return copy; 
  } 
} 
class Student implements Cloneable 
{ 
  public int score; 
  public Student(int score) { 
    this.score = score; 
  } 
  @Override 
  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { 
    return super.clone(); 
  } 
}

可以看到此时first和second和first.student和second.student都不是相同的，因此我们修改second的student的score之后并没有影响到first里的student的score值，达到了深拷贝的目的；

但是，仔细一想问题就出来了，假如我们上面例子的Student类中也存在引用类型的属性，比如College类，那么我们必须让College类实现Cloneable接口，然后在Student类里面的clone方法里面调用College类的clone方法，在Copy类的clone方法中调用Student类的clone方法，发现没有了，这个过程好复杂，必须让类中的有关引用类型全部实现Cloneable接口，感觉好麻烦是不是，好的，接下来就该牛人登场了；

解决深拷贝问题最好的方式就是采用序列化方式，这样各种类均不用实现Cloneable接口的，直接序列化反序列化就可以啦，我们来见识下吧。

import java.io.File; 
import java.io.FileInputStream; 
import java.io.FileOutputStream; 
import java.io.ObjectInputStream; 
import java.io.ObjectOutputStream; 
import java.io.Serializable; 
 
public class DepthCopy { 
  public static void main(String[] args) { 
    College school = new College(\"nongda\"); 
    Student student = new Student(95, school); 
    Copy copy = new Copy(\"hzw\",23, student); 
    Copy another = null;//表示反序列化出来的类实例 
    //进行序列化操作 
    try { 
      FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(\"d:/copy.txt\")); 
      ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos); 
      oos.writeObject(copy); 
    } catch (Exception e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    //进行反序列化操作 
    FileInputStream fis; 
    try { 
      fis = new FileInputStream(new File(\"d:/copy.txt\")); 
      ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis); 
      another = (Copy) ois.readObject(); 
    } catch (Exception e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } 
    System.out.println(copy == another);//false 
    System.out.println(copy.student == another.student);//false 
    System.out.println(copy.student.school == another.student.school);//false 
    another.student.school.schoolName = \"wuda\"; 
    System.out.println(copy.student.school.schoolName);//nongda 
  } 
} 
class Copy implements Serializable 
{ 
  public String name; 
  public int age; 
  public Student student; 
  public Copy(String name,int age,Student student) { 
    this.name = name; 
    this.age = age; 
    this.student = student; 
  } 
} 
class Student implements Serializable 
{ 
  public int score; 
  public College school; 
  public Student(int score,College school) { 
    this.score = score; 
    this.school = school; 
  } 
} 
class College implements Serializable 
{ 
  public String schoolName; 
  public College(String schoolName) { 
    this.schoolName = schoolName; 
  } 
}

从输出就可以看出来，反序列化之后生成的对象完全就是对原对象的一份拷贝，除了属性值相同之外并不和原对象有任何关系，因此当我们修改反序列化生成对象的schoolName为\"wuda\"的时候并没有修改原来实例的schoolName值，还是输出\"nongda\",因此达到了真正的深拷贝效果，但是要想实现序列化，所有的有关类都必须实现Serializable接口，这总也比既实现Cloneable接口又实现clone方法更方便吧。

以上就是对Java 深拷贝和浅拷贝的详细讲解，有需要的可以参考下。

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