java数组深浅拷贝

在 Java 中，浅拷贝（Shallow Copy）和深拷贝（Deep Copy）是数据拷贝时的核心概念，尤其在处理对象数组或嵌套对象时容易引发问题。以下是详细解释和示例：

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1. 浅拷贝（Shallow Copy）

定义：仅复制对象的引用（内存地址），不复制对象本身。拷贝后的对象与原对象共享内部数据。

• 适用场景：拷贝基本类型数组，或不需要独立修改对象内容的场景。
• 问题：如果数组元素是对象，修改拷贝后的数组会影响原数组！

示例：对象数组的浅拷贝

class Person {
    String name;
    Person(String name) { this.name = name; }
}

Person[] src = { new Person("Alice"), new Person("Bob") };
Person[] dest = Arrays.copyOf(src, src.length); // 浅拷贝

// 修改拷贝后的数组元素
dest[0].name = "Charlie";

// 原数组也被修改！
System.out.println(src[0].name); // 输出 "Charlie"

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2. 深拷贝（Deep Copy）

定义：完全复制对象及其内部数据，生成独立的新对象。拷贝后的对象与原对象无任何关联。

• 适用场景：需要完全独立的副本，避免共享数据。

实现深拷贝的方法

方法 1：手动复制对象

Person[] dest = new Person[src.length];
for (int i = 0; i < src.length; i++) {
    // 创建新对象，复制原对象的属性
    dest[i] = new Person(src[i].name);
}

// 修改拷贝后的数组不会影响原数组
dest[0].name = "David";
System.out.println(src[0].name); // 输出 "Charlie"（原数组未变）

方法 2：实现 Cloneable 接口

class Person implements Cloneable {
    String name;
    Person(String name) { this.name = name; }

    @Override
    public Person clone() {
        try {
            return (Person) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}

// 使用 clone() 方法深拷贝
Person[] dest = new Person[src.length];
for (int i = 0; i < src.length; i++) {
    dest[i] = src[i].clone();
}

方法 3：序列化（需要对象实现 Serializable）

import java.io.*;

public static <T> T deepCopy(T obj) {
    try {
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(obj);
        oos.flush();

        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        return (T) ois.readObject();
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

// 使用示例
Person[] dest = deepCopy(src);

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3. 深浅拷贝对比

特性	浅拷贝	深拷贝
复制内容	仅复制引用	复制对象及其所有子对象
内存占用	低（共享数据）	高（独立数据）
修改影响	影响原对象	不影响原对象
实现复杂度	简单（如 System.arraycopy）	复杂（需逐层处理或序列化）

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4. 多维数组的拷贝问题

对于多维数组（如 int[][] 或对象数组的数组），默认拷贝方法仅浅拷贝外层数组：

int[][] src = { {1, 2}, {3, 4} };
int[][] dest = Arrays.copyOf(src, src.length);

// 修改子数组会影响原数组！
dest[0][0] = 99;
System.out.println(src[0][0]); // 输出 99

深拷贝多维数组需逐层处理：

int[][] dest = new int[src.length][];
for (int i = 0; i < src.length; i++) {
    dest[i] = Arrays.copyOf(src[i], src[i].length);
}

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5. 注意事项

1. 性能权衡：深拷贝会消耗更多内存和计算资源，需根据场景选择。
2. 不可变对象：如果对象是不可变的（如 String），浅拷贝是安全的。
3. 工具库：使用工具简化深拷贝：
   • Apache Commons Lang: SerializationUtils.clone(obj)
   • Gson/Jackson: 通过 JSON 序列化反序列化实现深拷贝。

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总结

• 浅拷贝：快速，但共享数据，适合基本类型或不可变对象。
• 深拷贝：独立数据，但实现复杂，适合可变对象或需要数据隔离的场景。

根据实际需求选择拷贝方式！