深入了解：浅拷贝深拷贝

news2025/1/8 5:49:55

浅拷贝和深拷贝

在java中理解深拷贝和浅拷贝的概念对于处理对象复制时保持数据的一致性和独立性至关重要这两种拷贝方式主要区别在于它们如何处理对象内部的引用类型成员变量

在学习浅拷贝和深拷贝前我们要区分对象引用和对象本身的区别

对象引用：在Java中对象引用是一个指向对象内存地址的变量它本身不是对象而是对象在内存中的位置的标识

对象本身：对象是在内存中分配的一块区域存储了对象的实际数据和状态

在接下来的示例中我们详细讲解

浅拷贝

浅拷贝会创建一个对象这个新对象有着原始对象属性值的一份精确拷贝

如果属性是基本数据类型拷贝的就是值本身

如果这个属性是引用类型拷贝的就是内存地址(此时便共享空间)

如果原始对象的引用类型属性被修改浅拷贝出来的对象中的对应属性也会受到影响

赋值和浅拷贝的区别

赋值操作是将一个对象的引用(即对象的内存地址)赋值给另一个对象这意味着两个变量现在都指向了内存的同一个对象

总结来说浅拷贝在处理基本数据类型字段时会为新对象分配新的内存空间来存储这些字段的副本而对于引用类型字段浅拷贝只是复制了引用的值(即内存地址) 而没有复制引用所指向的对象本身

在java中实现浅拷贝的一个常用方法是使用Object类的clone方法(注意这个方法是protected的所以我们需要继承该类并重写clone方法并改为public 或者使用实现了Cloneable接口的类) 但是默认情况下 clone方法实现的是浅拷贝

示例1：

class Address {
    private String city;
    public Address(String city) {
        this.city = city;
    }
    public String getCity() {
        return city;
    }
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

class Person implements Cloneable {
    private Address address;

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

    public Address getAddress() {
        return address;
    }

    @Override
    protected Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Person) super.clone();
    }
}

public class ShallowCopy {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Person person1 = new Person(new Address("乌镇"));
            Person person1Copy = person1.clone();
            // true
            System.out.println(person1.getAddress() == person1Copy.getAddress());
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

可能我们会思考为什么person1和person1Copy 不能共享空间呢？

person1和person1Copy是两个不同的Person对象实例它们不共享Person对象的内存空间

person1和person1Copy的address字段都指向同一个Address对象这是因为浅拷贝只复制了引用而没有复制引用的对象本身

注意：由于Address类中的city字段是String类型的而String是不可变的所以在这个特定的例子中 Address类的clone方法实际上并没有做太多有用的事情(除了复制引用之外) 然而如果Address类包含其他可变字段或复杂的对象引用那么实现深拷贝就变得重要了

示例2：

在Person类中 age和name是基本数据类型(尽管String在Java中是特殊的但在这里它作为引用传递但其不可变性使得它表现得像值类型) 而m是一个Money类型的对象引用

person1和person2是两个不同的Person对象实例它们有不同的内存地址

但是它们的m字段都指向同一个Money对象实例(浅拷贝)

深拷贝

深拷贝会创建一个新对象并且递归地复制对象中的所有属性包括对象中的引用类型属性这意味着深拷贝会创建一个全新的对象以及对象中引用的其他对象的全新拷贝因此原始对象和拷贝对象之间是完全独立的互不影响

实现深拷贝的一个常用方法是通过序列化和反序列化这种方式虽然简单但要求对象及其所有引用的对象的必须实现Serializable接口另一个方法是手动编写深拷贝的代码为每个引用类型属性创建一个新的实例并复制其内容

示例1：

class Address implements Cloneable{
    private String city;

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

    public String getCity() {
        return city;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

class Person implements Cloneable {
    private Address address;

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

    public Address getAddress() {
        return address;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person cloned=(Person) super.clone();
        cloned.address=(Address) this.address.clone();
        return cloned;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Address address1 = new Address("白城");
            Person person1 = new Person(address1);
            Person person1Copy=(Person) person1.clone();
            System.out.println(person1.getAddress()==person1Copy.getAddress());//false
            System.out.println(person1.getAddress().getCity().equals(person1Copy.getAddress().getCity()));//true
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在这段代码中 Person类包含了一个Address类型的成员变量address 当我们调用Person类的clone方法时首先会调用Object类的clone方法来创建一个Person对象的浅拷贝即新对象的address成员变量会引用与原始对象相同的Address对象

但是随后在Person类的clone方法中我们通过this.address.clone( )创建了Address对象的一个新实例并将其复制给新对象的address成员变量这样就确保了Person对象中的Address成员变量也被复制了从而实现了深拷贝

示例2：