Java开发之浅拷贝和深拷贝

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在Java开发中,我们经常会遇到对象的拷贝问题。有时候需要浅拷贝,有时候需要深拷贝。

1.为什么要拷贝java对象呢?
在某些情况下,我们需要保存当前对象的某种状态,那么我们需要将状态的值赋给一个新的对象。首先想到的是将变量一个一个的赋值给新对象,但是这样做如果变量多的情况下,会很麻烦。那么有没有好一点的办法呢?那就是通过拷贝的方式,来实现一次性将全部变量赋值。

注意:我们常见的

Object a=new Object();
Object b;
b=a;

这种形式的代码复制的是引用,即对象在内存中的地址,a和b对象仍然指向了同一个对象。而通过clone方法赋值的对象跟原来的对象时同时独立存在的

2.实现拷贝

java拷贝分为浅拷贝和深拷贝

2.1浅拷贝步骤
(一) 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)
(二) 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)
具体实现如下

//Address类
public class Address {

private String add;

public String getAdd() {
 return add;
}

public void setAdd(String add) {
 this.add = add;
}
}

//student类
public class Student implements Cloneable {

private String name;
private int age;
private Address address;

public Address getAddress() {
 return address;
}

public void setAddress(Address address) {
 this.address = address;
}

public String getName() {
 return name;
}

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

public int getAge() {
 return age;
}

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

@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {

 Student student = null;
 try {
  student = (Student) super.clone();
 } catch (Exception e) {
  // TODO: handle exception
 }

 return student;
}
}
@Test
public void test3() throws CloneNotSupportedException {
 
 Address address = new Address();
 address.setAdd("上地三街金融科贸大厦");
 Student student1 = new Student();
 student1.setAge(22);
 student1.setName("zpf");
 student1.setAddress(address);
 
 Student student2 = (Student) student1.clone();
 
 System.out.println("student1  年龄:"+student1.getAge()+"姓名:"+student1.getName()+"地址:"+student1.getAddress().getAdd());
 System.out.println("student2 年龄:"+student2.getAge()+"姓名:"+student2.getName()+"地址:"+student2.getAddress().getAdd());
 //注意这里
 student2.setAge(23);
 student2.setName("ww");
 student2.getAddress().setAdd("定福黄庄村");

 System.out.println("student1  年龄:"+student1.getAge()+"姓名:"+student1.getName()+"地址:"+student1.getAddress().getAdd());
 System.out.println("student2  年龄:"+student2.getAge()+"姓名:"+student2.getName()+"地址:"+student2.getAddress().getAdd());
 
 
 System.out.println(student1 == student2);

}

打印结果如下
student1 年龄:22姓名:zpf地址:上地三街金融科贸大厦
student2 年龄:22姓名:zpf地址:上地三街金融科贸大厦
student1 年龄:22姓名:zpf地址:定福黄庄村
student2 年龄:23姓名:ww地址:定福黄庄村
false

从打印结果中可以看出 浅拷贝出来的对象与之前的对象内存地址不同;
但是我在修改student2中的参数时,年龄和名字没有影响到student1,但是修改地址时,影响了student1

那么我们看下浅拷贝的规则:
1、 基本类型
如果变量是基本很类型,则拷贝其值,比如int、float等。
2、 对象
如果变量是一个实例对象,则拷贝其地址引用,也就是说此时新对象与原来对象是公用该实例变量。
3、 String字符串
若变量为String字符串,则拷贝其地址引用。但是在修改时,它会从字符串池中重新生成一个新的字符串,原有字符串对象保持不变。

那么我们怎么解决这个问题呢?那就需要深拷贝了。

2.2 深拷贝

我们修改一下代码

public class Address implements Cloneable{

private String add;

public String getAdd() {
 return add;
}

public void setAdd(String add) {
 this.add = add;
}
//该类实现cloneable接口  并重写clone方法
@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
 Address address = null;
 
 address = (Address) super.clone();
 
 return address;
}

}


public class Student implements Cloneable {

private String name;
private int age;
private Address address;

public Address getAddress() {
 return address;
}

public void setAddress(Address address) {
 this.address = address;
}

public String getName() {
 return name;
}

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

public int getAge() {
 return age;
}

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

@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {

 Student student = null;
 try {
  student = (Student) super.clone();
  //添加深度赋值代码
  student.address = (Address) address.clone();
 } catch (Exception e) {
  // TODO: handle exception
 }

 return student;
}
}


@Test
public void test3() throws CloneNotSupportedException {
 
 Address address = new Address();
 address.setAdd("上地三街金融科贸大厦");
 Student student1 = new Student();
 student1.setAge(22);
 student1.setName("zpf");
 student1.setAddress(address);
 
 Student student2 = (Student) student1.clone();
 
 System.out.println("student1  年龄:"+student1.getAge()+"姓名:"+student1.getName()+"地址:"+student1.getAddress().getAdd());
 System.out.println("student2  年龄:"+student2.getAge()+"姓名:"+student2.getName()+"地址:"+student2.getAddress().getAdd());
 student2.setAge(23);
 student2.setName("ww");
 student2.getAddress().setAdd("定福黄庄村");

 System.out.println("student1  年龄:"+student1.getAge()+"姓名:"+student1.getName()+"地址:"+student1.getAddress().getAdd());
 System.out.println("student2  年龄:"+student2.getAge()+"姓名:"+student2.getName()+"地址:"+student2.getAddress().getAdd());
 
 
 System.out.println(student1 == student2);

}


student1 年龄:22姓名:zpf地址:上地三街金融科贸大厦
student2 年龄:22姓名:zpf地址:上地三街金融科贸大厦
student1 年龄:22姓名:zpf地址:上地三街金融科贸大厦
student2 年龄:23姓名:ww地址:定福黄庄村
false

可以看出 以上的问题完美解决了。但是如果student类中有多个类的引用,如果想实现深度拷贝的话,就会每个类中都实现cloneable接口,并重写clone方法,感觉太麻烦。有没有什么方法解决呢?

3.利用序列化实现对象的拷贝

看下面代码的实现

public class Utils {
public static <T extends Serializable> T clone (T t){
 T cloneObj = null;
 try {
  //往内存中写入字节流
  ByteArrayOutputStream outputStream = new ByteArrayOutputStream();
  ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(outputStream);
  objectOutputStream.writeObject(t);
  objectOutputStream.close();
  //从内存中读取字节流
  ByteArrayInputStream inputStream = new ByteArrayInputStream(outputStream.toByteArray());
  ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(inputStream);
  cloneObj =  (T) objectInputStream.readObject();
  
  objectInputStream.close();
  inputStream.close();
  
 } catch (Exception e) {
  // TODO Auto-generated catch block
  e.printStackTrace();
 }
 
 return cloneObj;

}


public class Address2 implements Serializable{

private String add;

public String getAdd() {
 return add;
}

public void setAdd(String add) {
 this.add = add;
}
}

public class Student2 implements Serializable {

private String name;
private int age;
private Address2 address;

public Address2 getAddress() {
 return address;
}

public void setAddress(Address2 address) {
 this.address = address;
}

public String getName() {
 return name;
}

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

public int getAge() {
 return age;
}

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


@Test
public void test4() throws CloneNotSupportedException {
 
 Address2 address = new Address2();
 address.setAdd("上地三街金融科贸大厦");
 Student2 student1 = new Student2();
 student1.setAge(22);
 student1.setName("zpf");
 student1.setAddress(address);
 
 Student2 student2 = Utils.clone(student1);
 
 System.out.println("student1  年龄:"+student1.getAge()+"姓名:"+student1.getName()+"地址:"+student1.getAddress().getAdd());
 System.out.println("student2  年龄:"+student2.getAge()+"姓名:"+student2.getName()+"地址:"+student2.getAddress().getAdd());
 
 student2.setAge(23);
 student2.setName("ww");
 student2.getAddress().setAdd("定福黄庄村");

 System.out.println("student1  年龄:"+student1.getAge()+"姓名:"+student1.getName()+"地址:"+student1.getAddress().getAdd());
 System.out.println("student2   年龄:"+student2.getAge()+"姓名:"+student2.getName()+"地址:"+student2.getAddress().getAdd());
 
 
 System.out.println(student1 == student2);

}
打印结果如下
student1 年龄:22姓名:zpf地址:上地三街金融科贸大厦
student2 年龄:22姓名:zpf地址:上地三街金融科贸大厦
student1 年龄:22姓名:zpf地址:上地三街金融科贸大厦
student2 年龄:23姓名:ww地址:定福黄庄村
false

可以看到 用序列化来实现对象的拷贝还是比较方便的。

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