浅谈Java中的深拷贝和浅拷贝(转载)

                  浅谈Java中的深拷贝和浅拷贝(转载)

原文链接:

http://blog.csdn.net/tounaobun/article/details/8491392

假如说你想复制一个简单变量。很简单:

 

  1. int apples = 5; 
  2. int pears = apples; 
		int apples = 5;
		int pears = apples;

 

不仅仅是int类型,其它七种原始数据类型(boolean,char,byte,short,float,double.long)同样适用于该类情况。

 

但是如果你复制的是一个对象,情况就有些复杂了。

 

假设说我是一个beginner,我会这样写:

 

  1. class Student { 
  2.     private int number; 
  3.  
  4.     public int getNumber() { 
  5.         return number; 
  6.     } 
  7.  
  8.     public void setNumber(int number) { 
  9.         this.number = number; 
  10.     } 
  11.      
  12. public class Test { 
  13.      
  14.     public static void main(String args[]) { 
  15.          
  16.         Student stu1 = new Student(); 
  17.         stu1.setNumber(12345); 
  18.         Student stu2 = stu1; 
  19.          
  20.         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber()); 
  21.         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber()); 
  22.     } 
class Student {
	private int number;

	public int getNumber() {
		return number;
	}

	public void setNumber(int number) {
		this.number = number;
	}
	
}
public class Test {
	
	public static void main(String args[]) {
		
		Student stu1 = new Student();
		stu1.setNumber(12345);
		Student stu2 = stu1;
		
		System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());
		System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());
	}
}

 

 

打印结果:

 

  1. 学生1:12345 
  2. 学生2:12345 
学生1:12345
学生2:12345

 

这里我们自定义了一个学生类,该类只有一个number字段。

我们新建了一个学生实例,然后将该值赋值给stu2实例。(Student stu2 = stu1;)

再看看打印结果,作为一个新手,拍了拍胸腹,对象复制不过如此,

难道真的是这样吗?

 

我们试着改变stu2实例的number字段,再打印结果看看:

 

  1. stu2.setNumber(54321); 
  2.  
  3. System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber()); 
  4. System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber()); 
		stu2.setNumber(54321);
	
		System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());
		System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());

打印结果:

 

 

  1. 学生1:54321 
  2. 学生2:54321 
学生1:54321
学生2:54321

这就怪了,为什么改变学生2的学号,学生1的学号也发生了变化呢?

 

 

原因出在(stu2 = stu1) 这一句。该语句的作用是将stu1的引用赋值给stu2,

这样,stu1和stu2指向内存堆中同一个对象。如图:

 

 

那么,怎样才能达到复制一个对象呢?

是否记得万类之王Object。它有11个方法,有两个protected的方法,其中一个为clone方法。

该方法的签名是:

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

 

因为每个类直接或间接的父类都是Object,因此它们都含有clone()方法,但是因为该方法是protected,所以都不能在类外进行访问。

要想对一个对象进行复制,就需要对clone方法覆盖。

 

一般步骤是(浅复制):

1. 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)

2. 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)

 

下面对上面那个方法进行改造:

 

  1. class Student implements Cloneable{ 
  2.     private int number; 
  3.  
  4.     public int getNumber() { 
  5.         return number; 
  6.     } 
  7.  
  8.     public void setNumber(int number) { 
  9.         this.number = number; 
  10.     } 
  11.      
  12.     @Override 
  13.     public Object clone() { 
  14.         Student stu = null; 
  15.         try{ 
  16.             stu = (Student)super.clone(); 
  17.         }catch(CloneNotSupportedException e) { 
  18.             e.printStackTrace(); 
  19.         } 
  20.         return stu; 
  21.     } 
  22. public class Test { 
  23.      
  24.     public static void main(String args[]) { 
  25.          
  26.         Student stu1 = new Student(); 
  27.         stu1.setNumber(12345); 
  28.         Student stu2 = (Student)stu1.clone(); 
  29.          
  30.         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber()); 
  31.         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber()); 
  32.          
  33.         stu2.setNumber(54321); 
  34.      
  35.         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber()); 
  36.         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber()); 
  37.     } 
class Student implements Cloneable{
	private int number;

	public int getNumber() {
		return number;
	}

	public void setNumber(int number) {
		this.number = number;
	}
	
	@Override
	public Object clone() {
		Student stu = null;
		try{
			stu = (Student)super.clone();
		}catch(CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return stu;
	}
}
public class Test {
	
	public static void main(String args[]) {
		
		Student stu1 = new Student();
		stu1.setNumber(12345);
		Student stu2 = (Student)stu1.clone();
		
		System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());
		System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());
		
		stu2.setNumber(54321);
	
		System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber());
		System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber());
	}
}

打印结果:

 

 

  1. 学生1:12345 
  2. 学生2:12345 
  3. 学生1:12345 
  4. 学生2:54321 
学生1:12345
学生2:12345
学生1:12345
学生2:54321

如果你还不相信这两个对象不是同一个对象,那么你可以看看这一句:

 

 

  1. System.out.println(stu1 == stu2); // false 
		System.out.println(stu1 == stu2); // false

 

上面的复制被称为浅复制(Shallow Copy),还有一种稍微复杂的深度复制(deep copy):

我们在学生类里再加一个Address类。

 

  1. class Address  { 
  2.     private String add; 
  3.  
  4.     public String getAdd() { 
  5.         return add; 
  6.     } 
  7.  
  8.     public void setAdd(String add) { 
  9.         this.add = add; 
  10.     } 
  11.      
  12.  
  13. class Student implements Cloneable{ 
  14.     private int number; 
  15.  
  16.     private Address addr; 
  17.      
  18.     public Address getAddr() { 
  19.         return addr; 
  20.     } 
  21.  
  22.     public void setAddr(Address addr) { 
  23.         this.addr = addr; 
  24.     } 
  25.  
  26.     public int getNumber() { 
  27.         return number; 
  28.     } 
  29.  
  30.     public void setNumber(int number) { 
  31.         this.number = number; 
  32.     } 
  33.      
  34.     @Override 
  35.     public Object clone() { 
  36.         Student stu = null; 
  37.         try{ 
  38.             stu = (Student)super.clone(); 
  39.         }catch(CloneNotSupportedException e) { 
  40.             e.printStackTrace(); 
  41.         } 
  42.         return stu; 
  43.     } 
  44. public class Test { 
  45.      
  46.     public static void main(String args[]) { 
  47.          
  48.         Address addr = new Address(); 
  49.         addr.setAdd("杭州市"); 
  50.         Student stu1 = new Student(); 
  51.         stu1.setNumber(123); 
  52.         stu1.setAddr(addr); 
  53.          
  54.         Student stu2 = (Student)stu1.clone(); 
  55.          
  56.         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd()); 
  57.         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd()); 
  58.     } 
class Address  {
	private String add;

	public String getAdd() {
		return add;
	}

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

class Student implements Cloneable{
	private int number;

	private Address addr;
	
	public Address getAddr() {
		return addr;
	}

	public void setAddr(Address addr) {
		this.addr = addr;
	}

	public int getNumber() {
		return number;
	}

	public void setNumber(int number) {
		this.number = number;
	}
	
	@Override
	public Object clone() {
		Student stu = null;
		try{
			stu = (Student)super.clone();
		}catch(CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return stu;
	}
}
public class Test {
	
	public static void main(String args[]) {
		
		Address addr = new Address();
		addr.setAdd("杭州市");
		Student stu1 = new Student();
		stu1.setNumber(123);
		stu1.setAddr(addr);
		
		Student stu2 = (Student)stu1.clone();
		
		System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
		System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
	}
}

打印结果:

 

 

  1. 学生1:123,地址:杭州市 
  2. 学生2:123,地址:杭州市 
学生1:123,地址:杭州市
学生2:123,地址:杭州市

乍一看没什么问题,真的是这样吗?

 

我们在main方法中试着改变addr实例的地址。

 

  1. addr.setAdd("西湖区"); 
  2.  
  3. System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd()); 
  4. System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd()); 
		addr.setAdd("西湖区");
		
		System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
		System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());

打印结果:

 

 

  1. 学生1:123,地址:杭州市 
  2. 学生2:123,地址:杭州市 
  3. 学生1:123,地址:西湖区 
  4. 学生2:123,地址:西湖区 
学生1:123,地址:杭州市
学生2:123,地址:杭州市
学生1:123,地址:西湖区
学生2:123,地址:西湖区

这就奇怪了,怎么两个学生的地址都改变了?

 

原因是浅复制只是复制了addr变量的引用,并没有真正的开辟另一块空间,将值复制后再将引用返回给新对象。

所以,为了达到真正的复制对象,而不是纯粹引用复制。我们需要将Address类可复制化,并且修改clone方法,完整代码如下:

 

 

  1. package abc; 
  2.  
  3. class Address implements Cloneable { 
  4.     private String add; 
  5.  
  6.     public String getAdd() { 
  7.         return add; 
  8.     } 
  9.  
  10.     public void setAdd(String add) { 
  11.         this.add = add; 
  12.     } 
  13.      
  14.     @Override 
  15.     public Object clone() { 
  16.         Address addr = null; 
  17.         try{ 
  18.             addr = (Address)super.clone(); 
  19.         }catch(CloneNotSupportedException e) { 
  20.             e.printStackTrace(); 
  21.         } 
  22.         return addr; 
  23.     } 
  24.  
  25. class Student implements Cloneable{ 
  26.     private int number; 
  27.  
  28.     private Address addr; 
  29.      
  30.     public Address getAddr() { 
  31.         return addr; 
  32.     } 
  33.  
  34.     public void setAddr(Address addr) { 
  35.         this.addr = addr; 
  36.     } 
  37.  
  38.     public int getNumber() { 
  39.         return number; 
  40.     } 
  41.  
  42.     public void setNumber(int number) { 
  43.         this.number = number; 
  44.     } 
  45.      
  46.     @Override 
  47.     public Object clone() { 
  48.         Student stu = null; 
  49.         try{ 
  50.             stu = (Student)super.clone();   //浅复制  
  51.         }catch(CloneNotSupportedException e) { 
  52.             e.printStackTrace(); 
  53.         } 
  54.         stu.addr = (Address)addr.clone();   //深度复制  
  55.         return stu; 
  56.     } 
  57. public class Test { 
  58.      
  59.     public static void main(String args[]) { 
  60.          
  61.         Address addr = new Address(); 
  62.         addr.setAdd("杭州市"); 
  63.         Student stu1 = new Student(); 
  64.         stu1.setNumber(123); 
  65.         stu1.setAddr(addr); 
  66.          
  67.         Student stu2 = (Student)stu1.clone(); 
  68.          
  69.         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd()); 
  70.         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd()); 
  71.          
  72.         addr.setAdd("西湖区"); 
  73.          
  74.         System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd()); 
  75.         System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd()); 
  76.     } 
package abc;

class Address implements Cloneable {
	private String add;

	public String getAdd() {
		return add;
	}

	public void setAdd(String add) {
		this.add = add;
	}
	
	@Override
	public Object clone() {
		Address addr = null;
		try{
			addr = (Address)super.clone();
		}catch(CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return addr;
	}
}

class Student implements Cloneable{
	private int number;

	private Address addr;
	
	public Address getAddr() {
		return addr;
	}

	public void setAddr(Address addr) {
		this.addr = addr;
	}

	public int getNumber() {
		return number;
	}

	public void setNumber(int number) {
		this.number = number;
	}
	
	@Override
	public Object clone() {
		Student stu = null;
		try{
			stu = (Student)super.clone();	//浅复制
		}catch(CloneNotSupportedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		stu.addr = (Address)addr.clone();	//深度复制
		return stu;
	}
}
public class Test {
	
	public static void main(String args[]) {
		
		Address addr = new Address();
		addr.setAdd("杭州市");
		Student stu1 = new Student();
		stu1.setNumber(123);
		stu1.setAddr(addr);
		
		Student stu2 = (Student)stu1.clone();
		
		System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
		System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
		
		addr.setAdd("西湖区");
		
		System.out.println("学生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
		System.out.println("学生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
	}
}

打印结果:

 

 

  1. 学生1:123,地址:杭州市 
  2. 学生2:123,地址:杭州市 
  3. 学生1:123,地址:西湖区 
  4. 学生2:123,地址:杭州市 
学生1:123,地址:杭州市
学生2:123,地址:杭州市
学生1:123,地址:西湖区
学生2:123,地址:杭州市

这样结果就符合我们的想法了。

总结:浅拷贝是指在拷贝对象时,对于基本数据类型的变量会重新复制一份,而对于引用类型的变量只是对引用进行拷贝,

没有对引用指向的对象进行拷贝。

而深拷贝是指在拷贝对象时,同时会对引用指向的对象进行拷贝。

区别就在于是否对  对象中的引用变量所指向的对象进行拷贝。

 

最后我们可以看看API里其中一个实现了clone方法的类:

java.util.Date:

 

  1. /**
  2. * Return a copy of this object.
  3. */ 
  4. public Object clone() { 
  5.     Date d = null; 
  6.     try { 
  7.         d = (Date)super.clone(); 
  8.         if (cdate != null) { 
  9.             d.cdate = (BaseCalendar.Date) cdate.clone(); 
  10.         } 
  11.     } catch (CloneNotSupportedException e) {} // Won't happen  
  12.     return d; 
    /**
     * Return a copy of this object.
     */
    public Object clone() {
        Date d = null;
        try {
            d = (Date)super.clone();
            if (cdate != null) {
                d.cdate = (BaseCalendar.Date) cdate.clone();
            }
        } catch (CloneNotSupportedException e) {} // Won't happen
        return d;
    }

 

该类其实也属于深度复制。

  

posted @ 2014-07-23 15:00  Matrix海子  阅读(43871)  评论(9编辑  收藏