快捷導(dǎo)航

java中三種拷貝方法舉例總結(jié)

更新時(shí)間：2024年09月12日 10:36:52 作者：小庫(kù)搶板12

在Java編程中,理解引用拷貝、淺拷貝和深拷貝對(duì)于對(duì)象復(fù)制和內(nèi)存管理至關(guān)重要,這篇文章主要介紹了java中三種拷貝方法的相關(guān)資料,文中通過(guò)代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

前言

在Java編程中，理解深拷貝（Deep Copy）、淺拷貝（Shallow Copy）和引用拷貝（Reference Copy）是非常重要的。這三種拷貝方式涉及對(duì)象復(fù)制和內(nèi)存管理。以下是對(duì)它們的詳細(xì)解釋：

1. 引用拷貝（Reference Copy）

引用拷貝是最簡(jiǎn)單的一種拷貝方式。它只復(fù)制對(duì)象的引用，而不復(fù)制對(duì)象本身。換句話說(shuō)，原始對(duì)象和新對(duì)象共享同一個(gè)內(nèi)存地址。

Person person1 = new Person("Alice");
Person person2 = person1;  // 引用拷貝

person2.setName("Bob");

System.out.println(person1.getName()); // 輸出 "Bob"
System.out.println(person2.getName()); // 輸出 "Bob"

在上述代碼中，person1和person2指向同一個(gè)對(duì)象，所以改變其中一個(gè)對(duì)象的屬性，另一個(gè)對(duì)象的屬性也會(huì)被改變。

2. 淺拷貝（Shallow Copy）

淺拷貝會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，但新對(duì)象中的成員變量（如果是對(duì)象）仍然是原對(duì)象的引用。淺拷貝僅復(fù)制對(duì)象的第一層屬性。

可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)Cloneable接口并重寫(xiě)clone方法來(lái)實(shí)現(xiàn)淺拷貝：

class Address {
    String city;

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

class Person implements Cloneable {
    String name;
    Address address;

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

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Address address = new Address("New York");
        Person person1 = new Person("Alice", address);
        Person person2 = (Person) person1.clone();

        person2.name = "Bob";
        person2.address.city = "Los Angeles";

        System.out.println(person1.name); // 輸出 "Alice"
        System.out.println(person1.address.city); // 輸出 "Los Angeles"
        System.out.println(person2.name); // 輸出 "Bob"
        System.out.println(person2.address.city); // 輸出 "Los Angeles"
    }
}

在上述代碼中，person1和person2擁有不同的name屬性，但是共享同一個(gè)Address對(duì)象。

3. 深拷貝（Deep Copy）

深拷貝不僅創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，還會(huì)遞歸地復(fù)制所有成員對(duì)象。這樣，原對(duì)象和新對(duì)象完全獨(dú)立，不共享任何引用。

深拷貝可以通過(guò)手動(dòng)實(shí)現(xiàn)clone方法來(lái)完成，或者使用序列化。

手動(dòng)實(shí)現(xiàn)深拷貝的示例：

class Address implements Cloneable {
    String city;

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

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

class Person implements Cloneable {
    String name;
    Address address;

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

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

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Address address = new Address("New York");
        Person person1 = new Person("Alice", address);
        Person person2 = (Person) person1.clone();

        person2.name = "Bob";
        person2.address.city = "Los Angeles";

        System.out.println(person1.name); // 輸出 "Alice"
        System.out.println(person1.address.city); // 輸出 "New York"
        System.out.println(person2.name); // 輸出 "Bob"
        System.out.println(person2.address.city); // 輸出 "Los Angeles"
    }
}

在上述代碼中，person1和person2的所有屬性都是獨(dú)立的，修改一個(gè)對(duì)象的屬性不會(huì)影響另一個(gè)對(duì)象。
通過(guò)序列化和反序列化來(lái)實(shí)現(xiàn)Java的深拷貝是一種通用且方便的方法。它可以確保對(duì)象的完整復(fù)制，包括所有嵌套的成員對(duì)象。以下是具體的實(shí)現(xiàn)步驟：

讓類實(shí)現(xiàn)Serializable接口：確保需要深拷貝的類和它包含的所有成員類都實(shí)現(xiàn)Serializable接口。
使用序列化和反序列化進(jìn)行深拷貝：將對(duì)象寫(xiě)入字節(jié)流，然后從字節(jié)流中讀出對(duì)象，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)象的完全復(fù)制。

下面是一個(gè)具體的例子：

示例代碼

import java.io.*;

class Address implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    String city;

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Address{city='" + city + "'}";
    }
}

class Person implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    String name;
    Address address;

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{name='" + name + "', address=" + address + "}";
    }

    // 深拷貝方法
    public Person deepCopy() {
        try {
            // 序列化
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
            oos.writeObject(this);
            oos.flush();
            oos.close();

            // 反序列化
            ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
            return (Person) ois.readObject();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Address address = new Address("New York");
        Person person1 = new Person("Alice", address);
        Person person2 = person1.deepCopy();

        person2.name = "Bob";
        person2.address.city = "Los Angeles";

        System.out.println("Original: " + person1);  // 原對(duì)象
        System.out.println("Copy: " + person2);  // 深拷貝后的對(duì)象
    }
}

代碼解釋

實(shí)現(xiàn)Serializable接口：Address和Person類都實(shí)現(xiàn)了Serializable接口，使它們可以被序列化。
深拷貝方法deepCopy：
- 序列化：使用ObjectOutputStream將對(duì)象寫(xiě)入ByteArrayOutputStream。
- 反序列化：使用ObjectInputStream從ByteArrayInputStream中讀出對(duì)象，生成一個(gè)新的對(duì)象副本。
測(cè)試深拷貝：
- 創(chuàng)建原始對(duì)象person1，并通過(guò)deepCopy方法生成person2。
- 修改person2的屬性，驗(yàn)證原始對(duì)象person1不受影響，證明了對(duì)象的深拷貝。

這種方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，且適用于所有需要深拷貝的情況。然而，它也有一些限制，比如性能較慢（因?yàn)樯婕癐O操作）和必須實(shí)現(xiàn)Serializable接口。

附：深拷貝需要注意的點(diǎn)

在Java中，對(duì)象的深拷貝需要注意以下幾點(diǎn)：

不可拷貝對(duì)象的狀態(tài)，只能拷貝對(duì)象的狀態(tài)描述。Java中對(duì)象的狀態(tài)包括實(shí)例變量和內(nèi)部類實(shí)例等。
對(duì)于可變對(duì)象，深拷貝后修改原始對(duì)象中的值也會(huì)修改拷貝對(duì)象中的值。因此，在進(jìn)行深拷貝時(shí)需要?jiǎng)?chuàng)建新的對(duì)象，而不是直接引用原始對(duì)象。
對(duì)于不可變對(duì)象，深拷貝后修改原始對(duì)象中的值不會(huì)影響拷貝對(duì)象中的值。
對(duì)于數(shù)組和集合類對(duì)象，深拷貝時(shí)需要拷貝數(shù)組或集合中的每一個(gè)元素，而不僅僅是引用。
對(duì)于非內(nèi)存中的對(duì)象，例如文件、網(wǎng)絡(luò)資源等，深拷貝時(shí)需要重新創(chuàng)建資源而不是簡(jiǎn)單地引用。
對(duì)于非序列化的對(duì)象，深拷貝時(shí)需要通過(guò)實(shí)現(xiàn)Cloneable接口并重寫(xiě)clone()方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于實(shí)現(xiàn)了Serializable接口的對(duì)象，可以通過(guò)序列化和反序列化來(lái)實(shí)現(xiàn)深拷貝。但是需要注意，如果對(duì)象中有不可序列化的字段，則無(wú)法通過(guò)序列化實(shí)現(xiàn)深拷貝。