java对象的克隆以及深拷贝与浅拷贝
一、为什么要使用克隆
在实际编程过程中,我们常常要遇到这种情况:有一个对象A,在某一时刻A中已经包含了一些有效值,此时可能 会需要一个和A完全相同新对象B,并且此后对B任何改动都不会影响到A中的值,也就是说,A与B是两个独立的对象,但B的初始值是由A对象确定的。在 Java语言中,用简单的赋值语句是不能满足这种需求的。要满足这种需求虽然有很多途径,但实现clone()方法是其中最简单,也是最高效的手段。
使用new和赋值语句或者set注入都是可以的,但是,这会花费大量开销去做,效率低,并且还会产生冗余代码。Object的clone()方法是在java平台层实现的native方法,具有开销小,速度快的特点。
二、克隆的实现
- 需要克隆的类实现Cloneable接口
- 需要克隆的类复写clone方法,并在方法中调用父类的clone方法
package com.javaBase.clone; /**
* 〈一句话功能简述〉;
* 〈对象克隆〉
*
* @author jxx
* @see [相关类/方法](可选)
* @since [产品/模块版本] (可选)
*/
public class Workers implements Cloneable { /**
* 复写父类的clone方法
* @return
* @throws CloneNotSupportedException
*/
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
} public static void main(String[] args) throws Exception {
Workers w = new Workers();
Workers w2 = (Workers)w.clone();
System.out.println(w == w2);
}
}
运行结果:false
显然w2是w的克隆,并且是一个新的对象。这便是简单的克隆实现。
三、深克隆与浅克隆
浅拷贝:仅仅克隆基本类型变量,而不克隆引用类型的变量
深克隆:既克隆基本类型变量,也克隆引用类型变量
代码示例:
package com.javaBase.clone; /**
* 〈一句话功能简述〉;
* 〈功能详细描述〉
*
* @author jxx
* @see [相关类/方法](可选)
* @since [产品/模块版本] (可选)
*/
public class Boss implements Cloneable { private String name;
private char sex; public Boss(String name, char sex) {
this.name = name;
this.sex = sex;
} public char getSex() {
return sex;
} public void setSex(char sex) {
this.sex = sex;
} public String getName() { return name;
} public void setName(String name) {
this.name = name;
} @Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
package com.javaBase.clone; /**
* 〈一句话功能简述〉;
* 〈浅拷贝〉
*
* @author jxx
* @see [相关类/方法](可选)
* @since [产品/模块版本] (可选)
*/
public class Workers implements Cloneable { private String name;
private char sex;
private Boss boss; public Workers(String name, char sex, Boss boss) {
this.name = name;
this.sex = sex;
this.boss = boss;
} /**
* 复写父类的clone方法
*
* @return
* @throws CloneNotSupportedException
*/
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
} public static void main(String[] args) throws Exception {
Boss boss = new Boss("马云",'男');
Workers w = new Workers("张三",'女',boss);
Workers w2 = (Workers) w.clone();
System.out.println(w.name == w2.name); //true
System.out.println(w.sex == w2.sex); //true
System.out.println(w.boss == w2.boss); //true w.name = "李四";
System.out.println(w.name == w2.name); //false w.boss.setName("马化腾");
System.out.println(w.boss.getName() == w2.boss.getName()); //true 修改w对象的boss的属性值,w2对象中的值也跟随发生了变化
}
}
以上是一个浅拷贝的例子,Boss是一个引用类型,当w对象克隆体w2中的boss引用和w2指向的是同一片内存区域,因此,修改其中一个的boss属性值。另一个也会随着发生变化。因此当对象属性中存在引用类型时,需要进行深拷贝。下面是深拷贝代码:
package com.javaBase.clone; /**
* 〈一句话功能简述〉;
* 〈深拷贝〉
*
* @author jxx
* @see [相关类/方法](可选)
* @since [产品/模块版本] (可选)
*/
public class Workers implements Cloneable { private String name;
private char sex;
private Boss boss; public Workers(String name, char sex, Boss boss) {
this.name = name;
this.sex = sex;
this.boss = boss;
} /**
* 复写父类的clone方法
*
* @return
* @throws CloneNotSupportedException
*/
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
Workers w = (Workers)super.clone();
//拷贝一份新的引用类型
w.boss = (Boss)this.boss.clone();
return w;
} public static void main(String[] args) throws Exception {
Boss boss = new Boss("马云",'男');
Workers w = new Workers("张三",'女',boss);
Workers w2 = (Workers) w.clone();
System.out.println(w.name == w2.name); //true
System.out.println(w.sex == w2.sex); //true
System.out.println(w.boss == w2.boss); //false w.name = "李四";
System.out.println(w.name == w2.name); //false w.boss.setName("马化腾");
System.out.println(w.boss.getName() == w2.boss.getName()); //false 修改w对象的boss的属性值,w2对象中的值没有跟随变化
}
}
可见深拷贝情况下,w2与w拥有两个不同的对象boss。
四、String类型的特殊性
我们知道对于引用类型需要进行深度拷贝,但String类型是个例外,String类型的变量clone后的表现好象也实现了深度clone,但其实只是一个假象。因为执行 cloned.name = "new";语句时,它作用相当于生成了一个新的string类型,然后又赋回给cloned.name。这是因为string被sun公司的工程师写成了一个不可更改的类(immutable class),在所有string类中的函数都不能更改自身的值。
五、总结
- 浅克隆:只复制基本类型的数据,引用类型的数据只复制了引用的地址,引用的对象并没有复制,在新的对象中修改引用类型的数据会影响原对象中的引用。直接使用
clone
方法,再嵌套的还是浅克隆,因为有些引用类型不能直接克隆。 - 深克隆:是在引用类型的类中也实现了
clone
,是clone
的嵌套,并且在clone
方法中又对没有clone
方法的引用类型又做差异化复制,克隆后的对象与原对象之间完全不会影响,但是内容完全相同。 - 使用序列化也能完成深复制的功能:对象序列化后写入流中,此时也就不存在引用什么的概念了,再从流中读取,生成新的对象,新对象和原对象之间也是完全互不影响的。
参考链接:什么是对象克隆(拷贝/复制)?浅克隆与深克隆有什么区别?
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