深拷贝与浅拷贝探析【一点点爱恋】

今天做项目时,碰到一个棘手的问题,就是需要把一个对象的属性完全拷贝到另一个对象上.

 

其实当前项目中的这个对象是个简单对象(即属性不包括对其他对象的引用)

最后简单的用浅拷贝完成了对象的拷贝.即在实体类中实现Clonable接口,实现 public Object Clone()方法.

 

通过调用父类的super.clone()方法(浅拷贝)可以重新生成一个对象,解决因对象引用赋值造成的原对象的修改.

如  Student s=new Student("wangyan",23);

   Student s2=s;

   s2.setName("ZhangSan"); //实际上改的是Student s, 使得 wangyan=>ZhangSan

而应该才用浅拷贝的方法

  Student s2=s.clone();

  s2.setName("ZhangSan");

 

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                     深拷贝与浅拷贝的区别

1．浅复制与深复制概念
⑴浅复制（浅克隆）
被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用仍然指向原来的对象。换言之，浅复制仅仅复制所考虑的对象，而不复制它所引用的对象。

⑵深复制（深克隆）
被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，除去那些引用其他对象的变量。那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象，而不再是原有的那些被引用的对象。换言之，深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。

2．Java的clone（）方法
⑴clone方法将对象复制了一份并返回给调用者。一般而言，clone（）方法满足：
①对任何的对象x，都有x.clone() !=x//克隆对象与原对象不是同一个对象
②对任何的对象x，都有x.clone().getClass()= =x.getClass()//克隆对象与原对象的类型一样
③如果对象x的equals()方法定义恰当，那么x.clone().equals(x)应该成立。

⑵Java中对象的克隆
①为了获取对象的一份拷贝，我们可以利用Object类的clone()方法。
②在派生类中覆盖基类的clone()方法，并声明为public。
③在派生类的clone()方法中，调用super.clone()。
④在派生类中实现Cloneable接口。

请看如下代码：

class Student implements Cloneable
{
     String name;
    int age;
     Student(String name,int age)
     {
        this.name=name;
        this.age=age;
     }
    public Object clone()
     {
         Object o=null;
        try
         {
         o=(Student)super.clone();//Object中的clone()识别出你要复制的是哪一
// 个对象。
         }
        catch(CloneNotSupportedException e)
         {
             System.out.println(e.toString());
         }
        return o;
     }

public static void main(String[] args)
     {
       Student s1=new Student("zhangsan",18);
       Student s2=(Student)s1.clone();
       s2.name="lisi";
       s2.age=20;
      System.out.println("name="+s1.name+","+"age="+s1.age);//修改学生2后，不影响
                                                                                                        //学生1的值。
    }
}

说明：
①为什么我们在派生类中覆盖Object的clone()方法时，一定要调用super.clone()呢？在运行时刻，Object中的clone() 识别出你要复制的是哪一个对象，然后为此对象分配空间，并进行对象的复制，将原始对象的内容一一复制到新对象的存储空间中。
②继承自java.lang.Object类的clone()方法是浅复制。以下代码可以证明之。

class Professor implements Cloneable
{
     String name;
    int age;
     Professor(String name,int age)
     {
        this.name=name;
        this.age=age;
     }
     public Object clone() throws CloneNotSupportedException{
      return super.clone();
     }
}
class Students implements Cloneable
{
     String name;//常量对象。
    int age;
     Professor p;//学生1和学生2的引用值都是一样的。
     Students(String name,int age,Professor p)
     {
        this.name=name;
        this.age=age;
        this.p=p;
     }
    public Object clone()
     {
         Students o=null;
        try
         {
             o=(Students)super.clone();
             o.p=(Professor)p.clone();
         }
        catch(CloneNotSupportedException e)
         {
             System.out.println(e.toString());
         }
      
        return o;
     }

public static void main(String[] args)
     {
       Professor p=new Professor("wanGWu",50);
       Students s1=new Students("zhangsan",18,p);
       Students s2=(Students)s1.clone();
       s2.p.name="lisi";
      s2.p.age=30;
      System.out.println("name="+s1.p.name+","+"age="+s1.p.age);//学生1的教授
                                                                                                                //成为lisi,age为30。
     }
}

那应该如何实现深层次的克隆，即修改s2的教授不会影响s1的教授？代码改进如下。

改进使学生1的Professor不改变（深层次的克隆）

class Professor implements Cloneable
{
     String name;
    int age;
     Professor(String name,int age)
     {
        this.name=name;
        this.age=age;
     }
    public Object clone()
     {
         Object o=null;
        try
         {
             o=super.clone();
         }
        catch(CloneNotSupportedException e)
         {
             System.out.println(e.toString());
         }
        return o;
     }
}
class Student implements Cloneable
{
     String name;
    int age;
     Professor p;
     Student(String name,int age,Professor p)
     {
        this.name=name;
        this.age=age;
        this.p=p;
     }
    public Object clone()
     {
         Student o=null;
        try
         {
             o=(Student)super.clone();
         }
        catch(CloneNotSupportedException e)
         {
             System.out.println(e.toString());
         }
         o.p=(Professor)p.clone();
        return o;
     }

public static void main(String[] args)
     {
       Professor p=new Professor("wangwu",50);
       Student s1=new Student("zhangsan",18,p);
       Student s2=(Student)s1.clone();
       s2.p.name="lisi";
      s2.p.age=30;
      System.out.println("name="+s1.p.name+","+"age="+s1.p.age);//学生1的教授不改变。
     }
}

3．利用串行化来做深复制
把对象写到流里的过程是串行化（Serilization）过程，但是在Java程序师圈子里又非常形象地称为“冷冻”或者“腌咸菜（picking）” 过程；而把对象从流中读出来的并行化（Deserialization）过程则叫做“解冻”或者“回鲜(depicking)”过程。应当指出的是，写在 流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面，因此“腌成咸菜”的只是对象的一个拷贝，Java咸菜还可以回鲜。
在Java语言里深复制一个对象，常常可以先使对象实现Serializable接口，然后把对象（实际上只是对象的一个拷贝）写到一个流里（腌成咸菜），再从流里读出来（把咸菜回鲜），便可以重建对象。
如下为深复制源代码。

public Object deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException
{
//将对象写到流里
 ByteArrayOutputStream bo=new ByteArrayOutputStream();
 ObjectOutputStream oo=new ObjectOutputStream(bo);
 oo.writeObject(this);
 //从流里读出来
 ByteArrayInputStream bi=new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());
 ObjectInputStream oi=new ObjectInputStream(bi);
 return(oi.readObject());
}

这样做的前提是对象以及对象内部所有引用到的对象都是可串行化的，否则，就需要仔细考察那些不可串行化的对象可否设成transient，从而将之排除在复制过程之外。上例代码改进如下。

class Professor implements Serializable{
     String name;
    int age;
     Professor(String name,int age)
     {
        this.name=name;
        this.age=age;
     }
}
class Student implements Serializable
{
     String name;//常量对象。
    int age;
     Professor p;//学生1和学生2的引用值都是一样的。
     Student(String name,int age,Professor p)
     {
        this.name=name;
        this.age=age;
        this.p=p;
     }
 public Object deepClone() throws IOException,OptionalDataException,ClassNotFoundException{
  //将对象写到流里
  ByteArrayOutputStream bo=new ByteArrayOutputStream();
  ObjectOutputStream oo=new ObjectOutputStream(bo);
  oo.writeObject(this);
  //从流里读出来
  ByteArrayInputStream bi=new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());
  ObjectInputStream oi=new ObjectInputStream(bi);
  return(oi.readObject());
}

public static void main(String[] args) throws OptionalDataException, IOException, ClassNotFoundException
     {
       Professor p=new Professor("wangwu",50);
       Student s1=new Student("zhangsan",18,p);
       Student s2=(Student)s1.deepClone();
       s2.p.name="lisi";
      s2.p.age=30;
      System.out.println("name="+s1.p.name+","+"age="+s1.p.age); //学生1的教授不改变。
     }
}
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如果文字表述的不够清晰的话，那么我们可以使用图片

这是最初的一个对象包含了两个对象
如果利用浅拷贝是如下的样子

你会发现 对象A和对象B之间 公用了这两个对象 那么你在修改对象A的时候，对象B的内容也会被修改。
相反深拷贝 如下图

【注意：】java.lang.Object的clone()方法默认是返回一个浅拷贝对象。
因此如果要用clone()方法实现一个深拷贝，我们必须对每个对象的clone()方法进行特别实现。。当对象层次复杂的时候，这样做不但困难而且浪费时间和容易出现错误，特别有时候你不但需要深拷贝同时你也对这个对象进行浅拷贝的时候，你会发现写这个clone()方法真不是一个好的解决方案。那么有没有其他的方式呢？
必须有了 那就是序列化，实现步骤和思路是把要拷贝的对象输出成byte array，然后再利用ObjectInputStream转换出新的对象。下面是代码

public static Object copy(Object oldObj) {
    Object obj = null;
    try {
        // Write the object out to a byte array
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bos);
        out.writeObject(oldObj);
        out.flush();
        out.close();

        // Retrieve an input stream from the byte array and read
        // a copy of the object back in.
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(bis);
        obj = in.readObject();
    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException cnfe) {
        cnfe.printStackTrace();
    }
    return obj;
}

这样就方便多了:)

其实对于那种对象包含对象的深入拷贝 你缺少需要花费些时间去自己实现他们本省的clone方法。如果你要是用序列化的话就没有那么多说道了。直接用序列化搞定

class Professor implements Serializable{
     String name;
    int age;
     Professor(String name,int age)
     {
        this.name=name;
        this.age=age;
     }
}
class Student implements Serializable
{
     String name;//常量对象。
    int age;
     Professor p;//学生1和学生2的引用值都是一样的。
     Student(String name,int age,Professor p)
     {
        this.name=name;
        this.age=age;
        this.p=p;
     }
 public Object deepClone() throws IOException,OptionalDataException,ClassNotFoundException{
  //将对象写到流里
  ByteArrayOutputStream bo=new ByteArrayOutputStream();
  ObjectOutputStream oo=new ObjectOutputStream(bo);
  oo.writeObject(this);
  //从流里读出来
  ByteArrayInputStream bi=new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());
  ObjectInputStream oi=new ObjectInputStream(bi);
  return(oi.readObject());
}

public static void main(String[] args) throws OptionalDataException, IOException, ClassNotFoundException
     {
       Professor p=new Professor("wangwu",50);
       Student s1=new Student("zhangsan",18,p);
       Student s2=(Student)s1.deepClone();
       s2.p.name="lisi";
      s2.p.age=30;
      System.out.println("name="+s1.p.name+","+"age="+s1.p.age); //学生1的教授不改变。
     }
}

仔细看看 上面的这段代码是不是很优雅呢？比起上面的那些实现clone接口的方式来说 我觉得还是方便了许多。