原文网址:http://blog.csdn.net/cool_sti/article/details/21658521

原英文链接:http://javarevisited.blogspot.hk/2014/03/how-to-clone-collection-in-java-deep-copy-vs-shallow.html

程序员通常会误用集合类(如List、Set、ArrayList、HashSet)所提供的拷贝构造函数或其它方法来完成集合的拷贝。值得记住的一点是,Java中集合提供的拷贝构造函数只支持浅拷贝而不是深拷贝,这意味着存储在原有List和克隆List中的对象会保持一致,并指向Java堆中同一内存地址。造成这一误解的原因是它采用Collections对不可变对象进行了浅拷贝,正是由于对象不可变,两个集合指向相同对象也是合乎情理的。正是如此,所以保存在池中的String,更新其中一个不会影响到其它对象。问题来了,当我们使用ArrayList的拷贝构造函数来创建Employee对象列表的克隆时,其中Employee对象是可变的,在这个例子中如果原有集合修改了其中一个Employee,改变同样也会发生在拷贝的集合中,但这并不是我们所希望的。在几乎所有的例子中,克隆应该和原有对象独立开来。能够避免这个问题的方法是采用深度拷贝集合,即递归拷贝对象直到访问到原语或不可变对象。在这篇文章中,我们将介绍一种深度拷贝集合的方法,如Java中的ArrayList或HashSet。顺便提一下,如果你了解浅拷贝和深拷贝之间的区别,那么你会很轻松地掌握深度拷贝集合的机理。

Java集合中的深度拷贝

在下面的例子中,我们有一个可变Employee对象的集合,每个对象包含name和designation字段,将它们保存在HashSet中。我们用java.util.Collection接口中的addAll()方法来创建这个集合的一个拷贝。在这之后,我们修改原有集合中的每个Employee对象的designation字段,希望这个改变不会影响到拷贝集合,但事与愿违,解决这个问题的方法是深度拷贝集合类中的元素。
  1. import java.util.Collection;
  2. import java.util.HashSet;
  3. import java.util.Iterator;
  4. import org.slf4j.Logger;
  5. import org.slf4j.LoggerFactory;
  6. /**
  7. * Java program to demonstrate copy constructor of Collection provides shallow
  8. * copy and techniques to deep clone Collection by iterating over them.
  9. * @author http://javarevisited.blogspot.com
  10. */
  11. public class CollectionCloningTest {
  12. private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(CollectionCloningclass);
  13. public static void main(String args[]) {
  14. // deep cloning Collection in Java
  15. Collection org = new HashSet();
  16. org.add(new Employee("Joe", "Manager"));
  17. org.add(new Employee("Tim", "Developer"));
  18. org.add(new Employee("Frank", "Developer"));
  19. // creating copy of Collection using copy constructor
  20. Collection copy = new HashSet(org);
  21. logger.debug("Original Collection {}", org);
  22. logger.debug("Copy of Collection {}", copy );
  23. Iterator itr = org.iterator();
  24. while(itr.hasNext()){
  25. itr.next().setDesignation("staff");
  26. }
  27. logger.debug("Original Collection after modification {}", org);
  28. logger.debug("Copy of Collection without modification {}", copy );
  29. // deep Cloning List in Java
  30. }
  31. }
  32. class Employee {
  33. private String name;
  34. private String designation;
  35. public Employee(String name, String designation) {
  36. this.name = name; this.designation = designation;
  37. }
  38. public String getDesignation() {
  39. return designation;
  40. }
  41. public void setDesignation(String designation) {
  42. this.designation = designation;
  43. }
  44. public String getName() {
  45. return name;
  46. }
  47. public void setName(String name) {
  48. this.name = name;
  49. }
  50. @Override public String toString() {
  51. return String.format("%s: %s", name, designation );
  52. }
  53. }

输出:

  1. - Original Collection [Joe: Manager, Frank: Developer, Tim: Developer]
  2. - Copy of Collection [Joe: Manager, Frank: Developer, Tim: Developer]
  3. - Original Collection after modification [Joe: staff, Frank: staff, Tim: staff]
  4. - Copy of Collection without modification [Joe: staff, Frank: staff, Tim: staff]
可以很清楚地看到修改原有集合的Employee对象(即修改designation字段为"staff")也会反映到拷贝集合中,因为克隆是浅拷贝,它指向的是堆中同一个Employee对象。为了修复这个问题,我们需要遍历集合深度拷贝所有Employee对象,而在这之前,我们需要为Employee对象覆写clone方法。
1)让Employee类实现Cloneable接口;
2)在Employee类中添加下面的clone()方法;
  1. @Override
  2. protected Employee clone() {
  3. Employee clone = null;
  4. try{
  5. clone = (Employee) super.clone();
  6. }catch(CloneNotSupportedException e){
  7. throw new RuntimeException(e);  // won't happen
  8. }
  9. return clone;
  10. }
3)使用下面的代码,用Java中深度拷贝取代拷贝构造函数;
  1. Collection<Employee> copy = new HashSet<Employee>(org.size());
  2. Iterator<Employee> iterator = org.iterator();
  3. while(iterator.hasNext()){
  4. copy.add(iterator.next().clone());
  5. }
4)为修改后的集合运行同样的代码,会得到不同的输出:
  1. - Original Collection after modification  [Joe: staff, Tim: staff, Frank: staff]
  2. - Copy of Collection without modification [Frank: Developer, Joe: Manager, Tim: Developer]
可以看出克隆后的和原有集合相互独立,分别指向不同的对象。
这便是Java如何克隆集合的所有内容,现在我们明白集合类中各种拷贝构造函数,如List或Set中addAll()方法,仅仅实现了集合的浅拷贝,即原有集合和拷贝的集合指向相同的对象。这也便要求在集合中存储任何对象,必须支持深度拷贝操作。
 
PS: 原Blog中的代码执行可能会遇到一些问题,但关键是这中间的思想很重要。
 
链接:

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