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，整理出簡單好用的操作方法，希望對大家解答”如何理解Java的淺拷貝和深拷貝”的疑惑有所幫助！接下來，請跟著小編一起來學習吧！

1.創建對象的5種方式

• 通過 new 關鍵字

這是最常用的一種方式，通過 new 關鍵字調用類的有參或無參構造方法來創建對象。

比如 Object obj = new Object();

• 通過 Class 類的 newInstance() 方法

這種默認是調用類的無參構造方法創建對象。

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，都是通過反射來實現。通過 java.lang.relect.Constructor 類的 newInstance() 方法指定某個構造器來創建對象。

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

實際上第二種方法利用 Class 的 newInstance() 方法創建對象，其內部調用還是 Constructor 的 newInstance() 方法。

• 利用 Clone 方法

Clone 是 Object 類中的一個方法，通過 對象A.clone() 方法會創建一個內容和對象 A 一模一樣的對象 B，clone 克隆，顧名思義就是創建一個一模一樣的對象出來。

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

• 反序列化

序列化是把堆內存中的 Java 對象數據，通過某種方式把對象存儲到磁盤文件中或者傳遞給其他網絡節點（在網絡上傳輸）。而反序列化則是把磁盤文件中的對象數據或者把網絡節點上的對象數據，恢復成Java對象模型的過程。

2. Clone方法

在 Object.class 類中，源碼為：

protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

這是一個用 native 關鍵字修飾的方法，不理解也沒關系，只需要知道用 native 修飾的方法就是告訴操作系統，這個方法我不實現了，讓操作系統去實現。具體怎么實現我們不需要了解，只需要知道 clone方法的作用就是復制對象，產生一個新的對象。那么這個新的對象和原對象是什么關系呢？

3. 基本類型和引用類型

在 Java 中數據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以及數值類型 byte、short、int、long、float、double。

引用類型則包括類、接口、數組、枚舉等。

Java 將內存空間分為堆和棧。基本類型直接在棧中存儲數值，而引用類型是將引用放在棧中，實際存儲的值是放在堆中，通過棧中的引用指向堆中存放的數據。

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，這是一個引用類型，引用地址是存放在 棧中，然后指向堆的內存空間。

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

4. 淺拷貝

在講解淺拷貝之前，我們用一段代碼來實現它。

上面的代碼是一個我們要進行賦值的原始類 Person。下面我們產生一個 Person 對象，并調用其 clone 方法復制一個新的對象。

注意：調用對象的 clone 方法，必須要讓類實現 Cloneable 接口，并且覆寫 clone 方法。

首先看原始類 Person 實現 Cloneable 接口，并且覆寫 clone 方法,它還有三個屬性，一個引用類型 String定義的 pname，一個基本類型 int定義的 page，還有一個引用類型 Address ，這是一個自定義類，這個類也包含兩個屬性 pprovices 和 city 。

接著看測試內容，首先我們創建一個Person 類的對象 p1，其pname 為zhangsan,page為21，地址類 Address 兩個屬性為 湖北省和武漢市。接著我們調用 clone() 方法復制另一個對象 p2，接著打印這兩個對象的內容。

從第 1 行和第 3 行打印結果:

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

可以看出這是兩個不同的對象。

從第 5 行和第 6 行打印的對象內容看，原對象 p1 和克隆出來的對象 p2 內容完全相同。

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

也就是說對象 Person 的屬性 Address，經過 clone 之后，其實只是復制了其引用，他們指向的還是同一塊堆內存空間，當修改其中一個對象的屬性 Address，另一個也會跟著變化。

淺拷貝：創建一個新對象，然后將當前對象的非靜態字段復制到該新對象，如果字段是值類型的，那么對該字段執行復制；如果該字段是引用類型的話，則復制引用但不復制引用的對象。因此，原始對象及其副本引用同一個對象。

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：創建一個新對象，然后將當前對象的非靜態字段復制到該新對象，無論該字段是值類型的還是引用類型，都復制獨立的一份。當你修改其中一個對象的任何內容時，都不會影響另一個對象的內容。

那么該如何實現深拷貝呢？Object 類提供的 clone 是只能實現淺拷貝的。

6. 如何實現深拷貝？

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

方法一：讓每個引用類型屬性內部都重寫clone() 方法

既然引用類型不能實現深拷貝，那么我們將每個引用類型都拆分為基本類型，分別進行淺拷貝。比如上面的例子，Person 類有一個引用類型 Address(其實String 也是引用類型，但是String類型有點特殊，后面會詳細講解)，我們在 Address 類內部也重寫 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;
	}

測試還是和上面一樣，我們會發現更改了p2對象的Address屬性，p1 對象的 Address 屬性并沒有變化。

但是這種做法有個弊端，這里我們Person 類只有一個 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 類也存在一個引用類型，那么我們也要重寫其clone 方法，這樣下去，有多少個引用類型，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

序列化是將對象寫到流中便于傳輸，而反序列化則是把對象從流中讀取出來。這里寫到流中的對象則是原始對象的一個拷貝，因為原始對象還存在 JVM 中，所以我們可以利用對象的序列化產生克隆對象，然后通過反序列化獲取這個對象。

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

因為序列化產生的是兩個完全獨立的對象，所以無論嵌套多少個引用類型，序列化都是能實現深拷貝的。

到此，關于“如何理解Java的淺拷貝和深拷貝”的學習就結束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學習，快去試試吧！若想繼續學習更多相關知識，請繼續關注億速云網站，小編會繼續努力為大家帶來更多實用的文章！