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深拷贝和浅拷贝

原创
05/13 14:22
阅读数 83298

 浅拷贝是将原始对象中的数据型字段拷贝到新对象中去,将引用型字段的“引用”复制到新对象中去,不把“引用的对象”复制进去,所以原始对象和新对象引用同一对象,新对象中的引用型字段发生变化会导致原始对象中的对应字段也发生变化。①对于数据类型是基本数据类型的成员变量,浅拷贝会直接进行值传递,也就是将该属性值复制一份给新的对象。因为是两份不同的数据,所以对其中一个对象的该成员变量值进行修改,不会影响另一个对象拷贝得到的数据。②对于数据类型是引用数据类型的成员变量,比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等,那么浅拷贝会进行引用传递,也就是只是将该成员变量的引用值(内存地址)复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。在这种情况下,在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值。

深拷贝是在引用方面不同,深拷贝就是创建一个新的和原始字段的内容相同的字段,是两个一样大的数据段,所以两者的引用是不同的,之后的新对象中的引用型字段发生改变,不会引起原始对象中的字段发生改变。

浅拷贝的实现方式主要有三种:

一、通过拷贝构造方法实现浅拷贝:

拷贝构造方法指的是该类的构造方法参数为该类的对象。使用拷贝构造方法可以很好地完成浅拷贝,直接通过一个现有的对象创建出与该对象属性相同的新的对象。

/* 拷贝构造方法实现浅拷贝 */
public class CopyConstructor {
public static void main(String[] args) {
Age a=new Age(20);
Person p1=new Person(a,"摇头耶稣");
Person p2=new Person(p1);
System.out.println("p1是"+p1);
System.out.println("p2是"+p2);
//修改p1的各属性值,观察p2的各属性值是否跟随变化
p1.setName("小傻瓜");
a.setAge(99);
System.out.println("修改后的p1是"+p1);
System.out.println("修改后的p2是"+p2);
}
}

class Person{
//两个属性值:分别代表值传递和引用传递
private Age age;
private String name;
public Person(Age age,String name) {
this.age=age;
this.name=name;
}
//拷贝构造方法
public Person(Person p) {
this.name=p.name;
this.age=p.age;
}

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

public String toString() {
return this.name+" "+this.age;
}
}

class Age{
private int age;
public Age(int age) {
this.age=age;
}

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

public int getAge() {
return this.age;
}

public String toString() {
return getAge()+"";
}
}

二、通过重写clone()方法进行浅拷贝:

Object类是类结构的根类,其中有一个方法为protected Object clone() throws CloneNotSupportedException,这个方法就是进行的浅拷贝。有了这个浅拷贝模板,我们可以通过调用clone()方法来实现对象的浅拷贝。但是需要注意:1、Object类虽然有这个方法,但是这个方法是受保护的(被protected修饰),所以我们无法直接使用。2、使用clone方法的类必须实现Cloneable接口,否则会抛出异常CloneNotSupportedException。对于这两点,我们的解决方法是,在要使用clone方法的类中重写clone()方法,通过super.clone()调用Object类中的原clone方法。

/* clone方法实现浅拷贝 */
public class ShallowCopy {
public static void main(String[] args) {
Age a=new Age(20);
Student stu1=new Student("摇头耶稣",a,175);

//通过调用重写后的clone方法进行浅拷贝
Student stu2=(Student)stu1.clone();
System.out.println(stu1.toString());
System.out.println(stu2.toString());

//尝试修改stu1中的各属性,观察stu2的属性有没有变化
stu1.setName("大傻子");
//改变age这个引用类型的成员变量的值
a.setAge(99);
//stu1.setaAge(new Age(99)); 使用这种方式修改age属性值的话,stu2是不会跟着改变的。因为创建了一个新的Age类对象而不是改变原对象的实例值
stu1.setLength(216);
System.out.println(stu1.toString());
System.out.println(stu2.toString());
}
}

/*
* 创建年龄类
*/
class Age{
//年龄类的成员变量(属性)
private int age;
//构造方法
public Age(int age) {
this.age=age;
}

public int getAge() {
return age;
}

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

public String toString() {
return this.age+"";
}
}
/*
* 创建学生类
*/
class Student implements Cloneable{
//学生类的成员变量(属性),其中一个属性为类的对象
private String name;
private Age aage;
private int length;
//构造方法,其中一个参数为另一个类的对象
public Student(String name,Age a,int length) {
this.name=name;
this.aage=a;
this.length=length;
}
//eclipe中alt+shift+s自动添加所有的set和get方法
public String getName() {
return name;
}

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

public Age getaAge() {
return this.aage;
}

public void setaAge(Age age) {
this.aage=age;
}

public int getLength() {
return this.length;
}

public void setLength(int length) {
this.length=length;
}
//设置输出的字符串形式
public String toString() {
return "姓名是: "+this.getName()+", 年龄为: "+this.getaAge().toString()+", 长度是: "+this.getLength();
}
//重写Object类的clone方法
public Object clone() {
Object obj=null;
//调用Object类的clone方法,返回一个Object实例
try {
obj= super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return obj;
}
}

对于深拷贝来说,不仅要复制对象的所有基本数据类型的成员变量值,还要为所有引用数据类型的成员变量申请存储空间,并复制每个引用数据类型成员变量所引用的对象,直到该对象可达的所有对象。也就是说,对象进行深拷贝要对整个对象图进行拷贝!

一、通过重写clone方法来实现深拷贝

与通过重写clone方法实现浅拷贝的基本思路一样,只需要为对象图的每一层的每一个对象都实现Cloneable接口并重写clone方法,最后在最顶层的类的重写的clone方法中调用所有的clone方法即可实现深拷贝。简单的说就是:每一层的每个对象都进行浅拷贝=深拷贝。

package linearList;
/* 层次调用clone方法实现深拷贝 */
public class DeepCopy {
public static void main(String[] args) {
Age a=new Age(20);
Student stu1=new Student("摇头耶稣",a,175);

//通过调用重写后的clone方法进行浅拷贝
Student stu2=(Student)stu1.clone();
System.out.println(stu1.toString());
System.out.println(stu2.toString());
System.out.println();

//尝试修改stu1中的各属性,观察stu2的属性有没有变化
stu1.setName("大傻子");
//改变age这个引用类型的成员变量的值
a.setAge(99);
//stu1.setaAge(new Age(99)); 使用这种方式修改age属性值的话,stu2是不会跟着改变的。因为创建了一个新的Age类对象而不是改变原对象的实例值
stu1.setLength(216);
System.out.println(stu1.toString());
System.out.println(stu2.toString());
}
}

/*
* 创建年龄类
*/
class Age implements Cloneable{
//年龄类的成员变量(属性)
private int age;
//构造方法
public Age(int age) {
this.age=age;
}

public int getAge() {
return age;
}

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

public String toString() {
return this.age+"";
}

//重写Object的clone方法
public Object clone() {
Object obj=null;
try {
obj=super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
return obj;
}
}
/*
* 创建学生类
*/
class Student implements Cloneable{
//学生类的成员变量(属性),其中一个属性为类的对象
private String name;
private Age aage;
private int length;
//构造方法,其中一个参数为另一个类的对象
public Student(String name,Age a,int length) {
this.name=name;
this.aage=a;
this.length=length;
}
public String getName() {
return name;
}

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

public Age getaAge() {
return this.aage;
}

public void setaAge(Age age) {
this.aage=age;
}

public int getLength() {
return this.length;
}

public void setLength(int length) {
this.length=length;
}
public String toString() {
return "姓名是: "+this.getName()+", 年龄为: "+this.getaAge().toString()+", 长度是: "+this.getLength();
}
//重写Object类的clone方法
public Object clone() {
Object obj=null;
//调用Object类的clone方法——浅拷贝
try {
obj= super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
//调用Age类的clone方法进行深拷贝
//先将obj转化为学生类实例
Student stu=(Student)obj;
//学生类实例的Age对象属性,调用其clone方法进行拷贝
stu.aage=(Age)stu.getaAge().clone();
return obj;
}
}

二、通过对象序列化实现深拷贝

虽然层次调用clone方法可以实现深拷贝,但是显然代码量实在太大。特别对于属性数量比较多、层次比较深的类而言,每个类都要重写clone方法太过繁琐。

将对象序列化为字节序列后,默认会将该对象的整个对象图进行序列化,再通过反序列即可完美地实现深拷贝。

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;

/* 通过序列化实现深拷贝 */
public class DeepCopyBySerialization {
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
Age a=new Age(20);
Student stu1=new Student("摇头耶稣",a,175);
//通过序列化方法实现深拷贝
ByteArrayOutputStream bos=new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oos=new ObjectOutputStream(bos);
oos.writeObject(stu1);
oos.flush();
ObjectInputStream ois=new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()));
Student stu2=(Student)ois.readObject();
System.out.println(stu1.toString());
System.out.println(stu2.toString());
System.out.println();
//尝试修改stu1中的各属性,观察stu2的属性有没有变化
stu1.setName("大傻子");
//改变age这个引用类型的成员变量的值
a.setAge(99);
stu1.setLength(216);
System.out.println(stu1.toString());
System.out.println(stu2.toString());
}
}

/*
* 创建年龄类
*/
class Age implements Serializable{
//年龄类的成员变量(属性)
private int age;
//构造方法
public Age(int age) {
this.age=age;
}

public int getAge() {
return age;
}

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

public String toString() {
return this.age+"";
}
}
/*
* 创建学生类
*/
class Student implements Serializable{
//学生类的成员变量(属性),其中一个属性为类的对象
private String name;
private Age aage;
private int length;
//构造方法,其中一个参数为另一个类的对象
public Student(String name,Age a,int length) {
this.name=name;
this.aage=a;
this.length=length;
}
//eclipe中alt+shift+s自动添加所有的set和get方法
public String getName() {
return name;
}

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

public Age getaAge() {
return this.aage;
}

public void setaAge(Age age) {
this.aage=age;
}

public int getLength() {
return this.length;
}

public void setLength(int length) {
this.length=length;
}
//设置输出的字符串形式
public String toString() {
return "姓名是: "+this.getName()+", 年龄为: "+this.getaAge().toString()+", 长度是: "+this.getLength();
}
}

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