java基礎(十七)----- 淺談Java中的深拷貝和淺拷貝 —— 面試必問
假如說你想複製一個簡單變數。很簡單:
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。
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。
那麼,怎樣才能達到複製一個物件呢?
是否記得萬類之王Object。它有11個方法,有兩個protected的方法,其中一個為clone方法。
該方法的簽名是:
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):
1. 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)
2. 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。