关于java:再见深拷贝浅拷贝问题

对象拷贝在咱们日常写代码的时候基本上是刚性需要，常常遇到，只不过很多人天天忙于写业务，漠视了一些细节问题和了解，有时候这方面一旦出了问题，就不太容易排查了。

所以本篇好好梳理一下。

注：本文已收录于 Github 开源我的项目：github.com/hansonwang99/JavaCollection，外面有具体自学编程学习路线、面试题和面经、编程材料及系列技术文章等，资源继续更新中 …

这两个概念的辨别，对于深、浅拷贝问题的了解十分重要。

正如 Java 圣经《Java编程思维》第二章的题目所言，在 Java 中所有都能够视为对象，所以来到 Java 的世界，像数组、类 Class、枚举Enum、Integer 包装类等等，就是典型的援用类型；

然而 Java 的语言级根底数据类型，诸如 int 这些根本类型，操作时个别也是采取的值传递形式，所以有时候也称它为值类型。

为了便于下文的讲述和举例，咱们这里先定义两个类：Student和Major，别离示意「学生」以及「所学的业余」，二者是蕴含关系：

`// 学生的所学业余
public class Major {
    private String majorName; // 业余名称
    private long majorId;     // 业余代号

    // … 其余省略 …
}
`

`// 学生
public class Student {
    private String name;  // 姓名
    private int age;      // 年龄
    private Major major;  // 所学业余

    // … 其余省略 …
}
`

赋值是日常编程过程中最常见的操作，最简略的比方：

`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援用关系，并没有生成新的理论对象：

浅拷贝属于对象克隆形式的一种，重要的个性体现在这个 「浅」 字上。

比方咱们试图通过 studen1 实例，拷贝失去student2，如果是浅拷贝这种形式，大抵模型能够示意成如下所示的样子：

很显著，值类型 的字段会复制一份，而 援用类型 的字段拷贝的仅仅是援用地址，而该援用地址指向的理论对象空间其实只有一份。

一图胜前言，我想下面这个图曾经体现得很分明了。

深拷贝相较于下面所示的浅拷贝，除了值类型字段会复制一份，援用类型字段所指向的对象，会在内存中也 创立一个正本，就像这个样子：

原理很分明明了，上面来看看具体的代码实现吧。

还以上文的例子来讲，我想通过 student1 拷贝失去 student2，浅拷贝的典型实现形式是：让被复制对象的类实现Cloneable 接口，并重写 clone() 办法即可。

以下面的 Student 类拷贝为例：

`public class Student implements Cloneable {

    private String name;  // 姓名
    private int age;      // 年龄
    private Major major;  // 所学业余

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

    // … 其余省略 …

}
`

而后咱们写个测试代码，一试便知：

`public class Test {

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

        Major m = new Major(“ 计算机科学与技术 ”,666666);
        Student student1 = new Student(“CodeSheep”, 18, m);

        // 由 student1 拷贝失去 student2
        Student student2 = (Student) student1.clone();

        System.out.println(student1 == student2);
        System.out.println(student1);
        System.out.println(student2);
        System.out.println(“n”);

        // 批改 student1 的值类型字段
        student1.setAge(35);

        // 批改 student1 的援用类型字段
        m.setMajorName(“ 电子信息工程 ”);
        m.setMajorId(888888);

System.out.println(student1);
System.out.println(student2);

}
}
`

运行失去如下后果：

从后果能够看出：

student1==student2打印 false，阐明 clone() 办法确实克隆出了一个新对象；
批改值类型字段并不影响克隆进去的新对象，合乎预期；
而批改了 student1 外部的援用对象，克隆对象 student2 也受到了波及，阐明外部还是关联在一起的
- *

尽管 clone() 办法能够实现对象的拷贝工作，然而留神：clone()办法默认是浅拷贝行为，就像下面的例子一样。若想实现深拷贝需覆写 clone()办法实现援用对象的深度遍历式拷贝，进行地毯式搜寻。

所以对于下面的例子，如果想实现深拷贝，首先须要对更深一层次的援用类 Major 做革新，让其也实现 Cloneable 接口并重写 clone() 办法：

`public class Major implements Cloneable {

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

    // … 其余省略 …
}
`

其次咱们还须要在 顶层的 调用类中重写 clone 办法，来调用援用类型字段的 clone() 办法实现深度拷贝，对应到本文那就是 Student 类：

`public class Student implements Cloneable {

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Student student = (Student) super.clone();
        student.major = (Major) major.clone(); // 重要！！！
        return student;
    }

    // … 其余省略 …
}
`

这时候下面的测试用例不变，运行可得后果：

很显著，这时候 student1 和student2两个对象就齐全独立了，不受相互的烦扰。

记得在前文《序列化 / 反序列化，我忍你很久了》中就曾经具体梳理和总结了「序列化和反序列化」这个知识点了。

利用反序列化技术，咱们也能够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成果出奇的好。

所以咱们这里革新一下 Student 类，让其 clone() 办法通过序列化和反序列化的形式来生成一个原对象的深拷贝正本：

`public class Student implements Serializable {

    private String name;  // 姓名
    private int age;      // 年龄
    private Major major;  // 所学业余

    public Student clone() {
        try {
            // 将对象自身序列化到字节流
            ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream objectOutputStream =
                    new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
            objectOutputStream.writeObject(this);

            // 再将字节流通过反序列化形式失去对象正本
            ObjectInputStream objectInputStream =
                    new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream( byteArrayOutputStream.toByteArray() ) );
            return (Student) objectInputStream.readObject();

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return null;
    }

    // … 其余省略 …
}
`

当然这种状况下要求被援用的子类（比方这里的 Major 类）也必须是能够序列化的，即实现了 Serializable 接口：

`public class Major implements Serializable {

  // … 其余省略 …

}
`

这时候测试用例齐全不变，间接运行，也能够失去如下后果：

很显著，这时候 student1 和student2两个对象也是齐全独立的，不受相互的烦扰，深拷贝实现。

好了，对于「深拷贝」和「浅拷贝」这个问题这次就聊到这里吧。本认为这篇会很快写完，后果又扯出了这么多货色，不过这样一梳理、一串联，感觉还是清晰了不少。

就这样吧，下篇见。

注：本文已收录于 Github 开源我的项目：github.com/hansonwang99/JavaCollection，外面有具体自学编程学习路线、面试题和面经、编程材料及系列技术文章等，资源继续更新中 …

每天提高一点点

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关于java:再见深拷贝浅拷贝问题

值类型 vs 援用类型

赋值 vs 浅拷贝 vs 深拷贝

对象赋值

浅拷贝

深拷贝

浅拷贝代码实现

深拷贝代码实现

深度遍历式拷贝

利用反序列化实现深拷贝

后记