HoRain云--Java深拷贝与浅拷贝全解析

最新推荐文章于 2025-11-23 13:27:25 发布

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在Java中，实现对象的拷贝主要分为浅拷贝和深拷贝两种方式，它们的主要区别在于对对象内部引用类型字段的处理方式不同。下面是一个详细的对比表格，帮助你快速理解它们的核心差异。

特性	浅拷贝 (Shallow Copy)	深拷贝 (Deep Copy)
核心区别	复制对象本身，但对于引用类型字段，只复制其内存地址。	递归地复制对象及其所有引用类型字段指向的实际对象，直到所有依赖对象都被复制。
对象独立性	拷贝对象与原对象中的引用类型字段仍指向同一对象，修改会相互影响。	拷贝对象与原对象完全独立，互不影响。
性能与开销	创建速度快，内存开销小。	创建速度相对较慢，内存开销较大。
实现复杂度	简单。	复杂，需要递归处理所有引用对象。

💻 实现方式详解

实现浅拷贝

在Java中实现浅拷贝，主要依赖于让类实现 Cloneable接口并重写 Object类的 clone()方法。

实现Cloneable接口：这是一个标记接口，用于告知JVM该类支持克隆。
重写clone()方法：在方法内部调用 super.clone()。Object类的 clone()方法本身会实现按位复制，从而创建新对象。

class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Address address; // 引用类型字段

    // ... 构造方法、getter、setter

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        // 调用super.clone()实现浅拷贝
        return super.clone();
    }
}

在上例中，对 Person对象进行浅拷贝后，新 Person对象的 address字段和原对象指向的是同一个 Address对象。

实现深拷贝

实现深拷贝需要确保所有引用类型字段也被独立复制。以下是几种常见方法：

通过 clone()方法递归实现

这是最直接的方式，但要求所有包含的引用类型字段对应的类也必须正确实现 Cloneable接口和 clone()方法。

class Address implements Cloneable {
    private String city;
    // ... 构造方法、getter、setter
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone(); // Address类自身的浅拷贝即可
    }
}

class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Address address;

    // ... 构造方法、getter、setter
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person cloned = (Person) super.clone();
        // 关键步骤：对address字段也调用其clone方法，进行深拷贝
        cloned.address = (Address) this.address.clone();
        return cloned;
    }
}

通过序列化实现

如果对象图（所有相关联的对象）都实现了 java.io.Serializable接口，可以利用序列化机制轻松实现深拷贝。这种方式无需手动处理复杂的嵌套关系。

import java.io.*;

public class SerializationUtils {
    public static <T extends Serializable> T deepCopy(T obj) throws Exception {
        // 将对象写入字节流
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
        oos.writeObject(obj);
        oos.close();

        // 从字节流中读回新对象
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
        return (T) ois.readObject();
    }
}

// 使用：确保Person和Address都实现了Serializable接口
Person original = new Person("Alice", new Address("Beijing"));
Person deepCopy = SerializationUtils.deepCopy(original);

这种方法的优点是简单，但性能较低，且所有涉及的对象都必须可序列化。

通过复制构造方法或工厂方法

你也可以通过编写自定义的代码来逐一复制字段，例如为类添加一个接受自身类型参数的构造方法（复制构造方法）。

class Address {
    private String city;
    public Address(Address other) {
        this.city = other.city; // 对于String等不可变对象，直接赋值是安全的
    }
}

class Person {
    private String name;
    private Address address;
    public Person(Person other) {
        this.name = other.name;
        this.address = new Address(other.address); // 为address创建新对象
    }
}

💡 如何选择与注意事项

性能与简单性：如果对性能要求高，且对象结构不复杂，优先选择通过 clone()递归实现。如果追求实现简单，且对象图都是可序列化的，序列化是不错的选择。
数组的拷贝：Java数组本身实现了 Cloneable接口，但 Arrays.copyOf()和方法 clone()对对象数组进行的是浅拷贝。如需深拷贝对象数组，需要遍历数组并对每个元素实施深拷贝。
不可变对象：如果类中包含的引用类型字段是不可变对象（如 String），由于它们无法被修改，使用浅拷贝也是安全的，因为不存在意外修改的风险。