java中三種拷貝方法舉例總結(jié)
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。
- 序列化:使用
- 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。
- 創(chuàng)建原始對(duì)象
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。
總結(jié)
- 引用拷貝:只復(fù)制引用,原對(duì)象和新對(duì)象指向同一個(gè)對(duì)象。
- 淺拷貝:創(chuàng)建新對(duì)象,但不遞歸復(fù)制成員對(duì)象,成員對(duì)象仍然是共享的引用。
- 深拷貝:創(chuàng)建新對(duì)象,并遞歸復(fù)制所有成員對(duì)象,完全獨(dú)立。
這些拷貝方式在實(shí)際應(yīng)用中有不同的使用場(chǎng)景和適用性,根據(jù)需要選擇合適的拷貝方式可以有效管理內(nèi)存和對(duì)象關(guān)系。
到此這篇關(guān)于java中三種拷貝方法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)java拷貝方法內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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