如何理解Java的淺拷貝和深拷貝

這篇文章主要介紹“如何理解Java的淺拷貝和深拷貝”，在日常操作中，相信很多人在如何理解Java的淺拷貝和深拷貝問題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對(duì)大家解答”如何理解Java的淺拷貝和深拷貝”的疑惑有所幫助！接下來，請(qǐng)跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧！

1.創(chuàng)建對(duì)象的5種方式

• 通過 new 關(guān)鍵字

這是最常用的一種方式，通過 new 關(guān)鍵字調(diào)用類的有參或無參構(gòu)造方法來創(chuàng)建對(duì)象。

比如 Object obj = new Object();

• 通過 Class 類的 newInstance() 方法

這種默認(rèn)是調(diào)用類的無參構(gòu)造方法創(chuàng)建對(duì)象。

比如 Person p2 = (Person) Class.forName("com.ys.test.Person").newInstance();

• 通過 Constructor 類的 newInstance 方法

這和第二種方法類似，都是通過反射來實(shí)現(xiàn)。通過 java.lang.relect.Constructor 類的 newInstance() 方法指定某個(gè)構(gòu)造器來創(chuàng)建對(duì)象。

Person p3 = (Person) Person.class.getConstructors()[0].newInstance();

實(shí)際上第二種方法利用 Class 的 newInstance() 方法創(chuàng)建對(duì)象，其內(nèi)部調(diào)用還是 Constructor 的 newInstance() 方法。

• 利用 Clone 方法

Clone 是 Object 類中的一個(gè)方法，通過 對(duì)象A.clone() 方法會(huì)創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)容和對(duì)象 A 一模一樣的對(duì)象 B，clone 克隆，顧名思義就是創(chuàng)建一個(gè)一模一樣的對(duì)象出來。

Person p4 = (Person) p3.clone();

• 反序列化

序列化是把堆內(nèi)存中的 Java 對(duì)象數(shù)據(jù)，通過某種方式把對(duì)象存儲(chǔ)到磁盤文件中或者傳遞給其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（在網(wǎng)絡(luò)上傳輸）。而反序列化則是把磁盤文件中的對(duì)象數(shù)據(jù)或者把網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的對(duì)象數(shù)據(jù)，恢復(fù)成Java對(duì)象模型的過程。

2. Clone方法

在 Object.class 類中，源碼為：

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

這是一個(gè)用 native 關(guān)鍵字修飾的方法，不理解也沒關(guān)系，只需要知道用 native 修飾的方法就是告訴操作系統(tǒng)，這個(gè)方法我不實(shí)現(xiàn)了，讓操作系統(tǒng)去實(shí)現(xiàn)。具體怎么實(shí)現(xiàn)我們不需要了解，只需要知道 clone方法的作用就是復(fù)制對(duì)象，產(chǎn)生一個(gè)新的對(duì)象。那么這個(gè)新的對(duì)象和原對(duì)象是什么關(guān)系呢？

3. 基本類型和引用類型

在 Java 中數(shù)據(jù)類型可以分為兩大類：基本類型和引用類型。

基本類型也稱為值類型，分別是字符類型 char，布爾類型 boolean以及數(shù)值類型 byte、short、int、long、float、double。

引用類型則包括類、接口、數(shù)組、枚舉等。

Java 將內(nèi)存空間分為堆和棧?；绢愋椭苯釉跅Ｖ写鎯?chǔ)數(shù)值，而引用類型是將引用放在棧中，實(shí)際存儲(chǔ)的值是放在堆中，通過棧中的引用指向堆中存放的數(shù)據(jù)。

上圖定義的 a 和 b 都是基本類型，其值是直接存放在棧中的；而 c 和 d 是 String 聲明的，這是一個(gè)引用類型，引用地址是存放在 棧中，然后指向堆的內(nèi)存空間。

下面 d = c；這條語句表示將 c 的引用賦值給 d，那么 c 和 d 將指向同一塊堆內(nèi)存空間。

4. 淺拷貝

在講解淺拷貝之前，我們用一段代碼來實(shí)現(xiàn)它。

上面的代碼是一個(gè)我們要進(jìn)行賦值的原始類 Person。下面我們產(chǎn)生一個(gè) Person 對(duì)象，并調(diào)用其 clone 方法復(fù)制一個(gè)新的對(duì)象。

注意：調(diào)用對(duì)象的 clone 方法，必須要讓類實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口，并且覆寫 clone 方法。

首先看原始類 Person 實(shí)現(xiàn) Cloneable 接口，并且覆寫 clone 方法,它還有三個(gè)屬性，一個(gè)引用類型 String定義的 pname，一個(gè)基本類型 int定義的 page，還有一個(gè)引用類型 Address ，這是一個(gè)自定義類，這個(gè)類也包含兩個(gè)屬性 pprovices 和 city 。

接著看測(cè)試內(nèi)容，首先我們創(chuàng)建一個(gè)Person 類的對(duì)象 p1，其pname 為zhangsan,page為21，地址類 Address 兩個(gè)屬性為 湖北省和武漢市。接著我們調(diào)用 clone() 方法復(fù)制另一個(gè)對(duì)象 p2，接著打印這兩個(gè)對(duì)象的內(nèi)容。

從第 1 行和第 3 行打印結(jié)果:

p1:com.bowen.demo.demo008.method1.Person@5dfe23e8  
p2:com.bowen.demo.demo008.method1.Person@583fb274

可以看出這是兩個(gè)不同的對(duì)象。

從第 5 行和第 6 行打印的對(duì)象內(nèi)容看，原對(duì)象 p1 和克隆出來的對(duì)象 p2 內(nèi)容完全相同。

代碼中我們只是更改了克隆對(duì)象 p2 的屬性 Address 為湖北省荊州市（原對(duì)象 p1 是湖北省武漢市） ，但是從第 7 行和第 8 行打印結(jié)果來看，原對(duì)象 p1 和克隆對(duì)象 p2 的 Address 屬性都被修改了。

也就是說對(duì)象 Person 的屬性 Address，經(jīng)過 clone 之后，其實(shí)只是復(fù)制了其引用，他們指向的還是同一塊堆內(nèi)存空間，當(dāng)修改其中一個(gè)對(duì)象的屬性 Address，另一個(gè)也會(huì)跟著變化。

淺拷貝：創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，然后將當(dāng)前對(duì)象的非靜態(tài)字段復(fù)制到該新對(duì)象，如果字段是值類型的，那么對(duì)該字段執(zhí)行復(fù)制；如果該字段是引用類型的話，則復(fù)制引用但不復(fù)制引用的對(duì)象。因此，原始對(duì)象及其副本引用同一個(gè)對(duì)象。

5. 深拷貝

弄清楚了淺拷貝，那么深拷貝就很容易理解了。

深拷貝：創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，然后將當(dāng)前對(duì)象的非靜態(tài)字段復(fù)制到該新對(duì)象，無論該字段是值類型的還是引用類型，都復(fù)制獨(dú)立的一份。當(dāng)你修改其中一個(gè)對(duì)象的任何內(nèi)容時(shí)，都不會(huì)影響另一個(gè)對(duì)象的內(nèi)容。

那么該如何實(shí)現(xiàn)深拷貝呢？Object 類提供的 clone 是只能實(shí)現(xiàn)淺拷貝的。

6. 如何實(shí)現(xiàn)深拷貝？

深拷貝的原理我們知道了，就是要讓原始對(duì)象和克隆之后的對(duì)象所具有的引用類型屬性不是指向同一塊堆內(nèi)存，這里有兩種實(shí)現(xiàn)思路。

方法一：讓每個(gè)引用類型屬性內(nèi)部都重寫clone() 方法

既然引用類型不能實(shí)現(xiàn)深拷貝，那么我們將每個(gè)引用類型都拆分為基本類型，分別進(jìn)行淺拷貝。比如上面的例子，Person 類有一個(gè)引用類型 Address(其實(shí)String 也是引用類型，但是String類型有點(diǎn)特殊，后面會(huì)詳細(xì)講解)，我們?cè)?Address 類內(nèi)部也重寫 clone 方法。如下：

Address.class:

Person.class 的 clone() 方法：

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

測(cè)試還是和上面一樣，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)更改了p2對(duì)象的Address屬性，p1 對(duì)象的 Address 屬性并沒有變化。

但是這種做法有個(gè)弊端，這里我們Person 類只有一個(gè) Address 引用類型，而 Address 類沒有，所以我們只用重寫 Address 類的clone 方法，但是如果 Address 類也存在一個(gè)引用類型，那么我們也要重寫其clone 方法，這樣下去，有多少個(gè)引用類型，我們就要重寫多少次，如果存在很多引用類型，那么代碼量顯然會(huì)很大，所以這種方法不太合適。

方法二：利用序列化

序列化是將對(duì)象寫到流中便于傳輸，而反序列化則是把對(duì)象從流中讀取出來。這里寫到流中的對(duì)象則是原始對(duì)象的一個(gè)拷貝，因?yàn)樵紝?duì)象還存在 JVM 中，所以我們可以利用對(duì)象的序列化產(chǎn)生克隆對(duì)象，然后通過反序列化獲取這個(gè)對(duì)象。

注意每個(gè)需要序列化的類都要實(shí)現(xiàn) Serializable 接口，如果有某個(gè)屬性不需要序列化，可以將其聲明為 transient，即將其排除在克隆屬性之外。

因?yàn)樾蛄谢a(chǎn)生的是兩個(gè)完全獨(dú)立的對(duì)象，所以無論嵌套多少個(gè)引用類型，序列化都是能實(shí)現(xiàn)深拷貝的。

到此，關(guān)于“如何理解Java的淺拷貝和深拷貝”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章！