深拷贝与浅拷贝，就是这么简单

news2024/11/18 11:22:01

1.拷贝的概念

在编程中，拷贝（或复制）是常见的操作之一。拷贝操作用于创建一个新对象或数据结构，使其具有与原对象或数据结构相同或部分相同的值。

在进行拷贝操作时，常见的方式有浅拷贝和深拷贝。本文将重点讨论浅拷贝和深拷贝的概念、实现方式以及它们之间的区别。

2.浅拷贝

2.1. 浅拷贝的定义

浅拷贝是指创建一个新对象，新对象的字段或属性与原对象相同。但对于原对象中的引用类型字段，浅拷贝只会复制其引用而不是实际的数据。

2.2. 浅拷贝的实现方式

当使用浅拷贝时，新对象和原始对象共享相同的数据引用，意味着它们指向内存中相同的对象。

在内存中，每个对象都被分配了一块内存空间。对象的字段存储在该内存空间中，并在字段中保存对其他对象的引用。当进行浅拷贝时，只复制了对象的字段值，而没有创建新的内存空间。

假设有一个类 Person 如下：

class Person {
    private String name;
    private Address address;

    public Person(String name, Address address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

    // Getter and setter methods...
}

其中包含一个 Address 类型的字段 address。现在假设我们有一个原始对象 person1，其中的 address 字段引用了同一个 Address 对象：

Person person1 = new Person("Alice", new Address("City", "Street"));

当进行浅拷贝时，通过调用 person1.clone() 方法可以得到一个新对象 person2：

Person person2 = person1.clone();

此时，person1 和 person2 是两个独立的对象，但它们的 name 字段和 address 字段引用相同的内存地址。

2.3 在内存中：

在这里插入图片描述

address 字段在 person1 和 person2 中都指向同一个内存地址，即一个共享的 Address 对象。这意味着，当修改了这个共享的 Address 对象时，无论是通过 person1 还是 person2，修改都会反映在两个对象中。

所以浅拷贝的效果就是对象之间共享相同的引用，对其中一个对象的修改会影响到其他对象。而如果需要实现完全独立的副本，可以使用深拷贝来创建对象的拷贝，并在其中复制引用类型的字段，确保每个副本都有自己独立的对象引用。

Java中，可以通过以下方式实现浅拷贝：
实现Cloneable接口，并重写clone()方法。

3. 深拷贝

3.1. 深拷贝的定义

深拷贝是指创建一个新对象，新对象的所有字段或属性都是原对象的副本。无论是基本类型还是引用类型，都会被复制到新对象中。

3.2. 深拷贝的实现方式

还是上面的例子，下面是深拷贝的实现：

class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Address address;

    public Person(String name, Address address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

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

    @Override
    public Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person clonedPerson = (Person) super.clone();
        // 创建一个新的 Address 对象并复制原始对象的 address 字段值
        clonedPerson.address = new Address(this.address.getCity(), this.address.getStreet());
        return clonedPerson;
    }

    // Getter and setter methods...
}

class Address {
    private String city;
    private String street;

    public Address(String city, String street) {
        this.city = city;
        this.street = street;
    }

    // Getter and setter methods...
}

在这个示例中，我们通过覆盖 clone() 方法并在其中手动创建一个新的 Address 对象来实现深拷贝。这样就可以确保每个副本都有自己独立的 Address 对象。

3.3 在内存中

在这里插入图片描述

可以看到，person1 和 person2 是两个独立的对象，并且它们的 address 字段引用了不同的内存地址，即各自拥有独立的 Address 对象。因此，对其中一个对象的修改不会影响到另一个对象。

需要注意的是，在实现深拷贝时，不仅要复制引用类型的字段，还要确保引用类型的字段也实现了可复制（深拷贝）的逻辑，以防止仍然存在共享的引用。

4. 深拷贝与浅拷贝的区别

浅拷贝只复制对象引用，不复制实际数据；
深拷贝会递归复制所有嵌套的对象和数据。

二维表展示对比

	深拷贝 (Deep Copy)	浅拷贝 (Shallow Copy)
定义	创建一个新的对象，将原始对象的所有属性进行递归复制到新对象中	创建一个新的对象，将原始对象的属性的引用复制到新对象中
独立性	深拷贝后的对象和原始对象是完全独立的，对其中一个对象的修改不会影响另一个对象	浅拷贝后的对象和原始对象共享同一个属性对象，对其中一个对象的修改会影响另一个对象
对象关系	深拷贝后的对象和原始对象没有任何关联	浅拷贝后的对象和原始对象共享同一个属性对象
修改影响	对原始对象的修改不会影响深拷贝后的对象	对原始对象的修改会影响浅拷贝后的对象
对象复制	深拷贝会递归复制所有属性对象，创建一个完全独立的对象	浅拷贝只复制属性对象的引用，创建一个共享属性对象的新对象