java深拷貝與淺拷貝
阿新 • • 發佈：2018-12-13
int apples = 5;
int pears = apples;
不僅僅是int型別，其它七種原始資料型別(boolean,char,byte,short,float,double.long)同樣適用於該類情況。
但是如果你複製的是一個物件，情況就有些複雜了。
假設說我是一個beginner，我會這樣寫：
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("學生1:" + stu1.getNumber()); System.out.println("學生2:" + stu2.getNumber()); } }
列印結果：
學生1:12345
學生2:12345
這裡我們自定義了一個學生類，該類只有一個number欄位。 我們新建了一個學生例項，然後將該值賦值給stu2例項。(Student stu2 = stu1;) 再看看列印結果，作為一個新手，拍了拍胸腹，物件複製不過如此， 難道真的是這樣嗎？
我們試著改變stu2例項的number欄位，再列印結果看看：
stu2.setNumber(54321); System.out.println("學生1:" + stu1.getNumber()); System.out.println("學生2:" + stu2.getNumber());
列印結果:
學生1:54321
學生2:54321
這就怪了，為什麼改變學生2的學號，學生1的學號也發生了變化呢？
原因出在(stu2 = stu1) 這一句。該語句的作用是將stu1的引用賦值給stu2，
這樣，stu1和stu2指向記憶體堆中同一個物件。如圖：
protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;
因為每個類直接或間接的父類都是Object，因此它們都含有clone()方法，但是因為該方法是protected，所以都不能在類外進行訪問。 要想對一個物件進行復制，就需要對clone方法覆蓋。
一般步驟是（淺複製）：
- 被複制的類需要實現Clonenable介面（不實現的話在呼叫clone方法會丟擲CloneNotSupportedException異常) 該介面為標記介面(不含任何方法)
- 覆蓋clone()方法，訪問修飾符設為public。方法中呼叫super.clone()方法得到需要的複製物件，（native為本地方法)
下面對上面那個方法進行改造：
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("學生1:" + stu1.getNumber());
System.out.println("學生2:" + stu2.getNumber());
stu2.setNumber(54321);
System.out.println("學生1:" + stu1.getNumber());
System.out.println("學生2:" + stu2.getNumber());
}
}
列印結果：
學生1:12345
學生2:12345
學生1:12345
學生2:54321
如果你還不相信這兩個物件不是同一個物件，那麼你可以看看這一句：
System.out.println(stu1 == stu2); // false
上面的複製被稱為淺複製(Shallow Copy)，還有一種稍微複雜的深度複製(deep copy)：
我們在學生類裡再加一個Address類。
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("學生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("學生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
}
}
列印結果：
學生1:123,地址:杭州市
學生2:123,地址:杭州市
乍一看沒什麼問題，真的是這樣嗎？ 我們在main方法中試著改變addr例項的地址。
addr.setAdd("西湖區");
System.out.println("學生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("學生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
列印結果：
學生1:123,地址:杭州市
學生2:123,地址:杭州市
學生1:123,地址:西湖區
學生2:123,地址:西湖區
這就奇怪了，怎麼兩個學生的地址都改變了？ 原因是淺複製只是複製了addr變數的引用，並沒有真正的開闢另一塊空間，將值複製後再將引用返回給新物件。
所以，為了達到真正的複製物件，而不是純粹引用複製。我們需要將Address類可複製化，並且修改clone方法，完整程式碼如下：
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(); //淺複製
}catch(CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
stu.addr = (Address)addr.clone(); //深度複製
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("學生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("學生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
addr.setAdd("西湖區");
System.out.println("學生1:" + stu1.getNumber() + ",地址:" + stu1.getAddr().getAdd());
System.out.println("學生2:" + stu2.getNumber() + ",地址:" + stu2.getAddr().getAdd());
}
}
列印結果：
學生1:123,地址:杭州市
學生2:123,地址:杭州市
學生1:123,地址:西湖區
學生2:123,地址:杭州市
這樣結果就符合我們的想法了。
最後我們可以看看API裡其中一個實現了clone方法的類：
java.util.Date:
/**
* 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;
}
該類其實也屬於深度複製。