Java中的浅拷贝与深拷贝

原创已于 2023-05-24 21:43:14 修改 · 1.2k 阅读

1 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#java #jvm #spring

于 2023-05-24 16:32:54 首次发布

本文介绍了Java中对象拷贝的两种主要方式：浅拷贝和深拷贝。浅拷贝只复制对象的引用，而深拷贝会递归复制所有属性及引用的对象。文章通过示例展示了如何使用`clone()`方法实现浅拷贝，通过序列化实现深拷贝，以及Spring的`BeanUtils.copyProperties()`方法进行浅拷贝。

Java中的浅拷贝与深拷贝

一、前言

在Java中，拷贝（Copy）是指复制一个对象或数据的值，并创建一个新的对象或数据，而不是简单地引用原始对象。Java中的拷贝操作可以分为两种类型：浅拷贝（Shallow Copy）和深拷贝（Deep Copy）。

二、拷贝操作

浅拷贝
浅拷贝创建一个新对象，该对象与原始对象共享部分或全部属性的引用。换句话说，浅拷贝只复制对象的引用，而不复制引用指向的对象本身。这意味着对于原始对象和浅拷贝对象的某些属性的修改会相互影响。在Java中，可以使用clone()方法来进行浅拷贝。
深拷贝
深拷贝创建一个新对象，并复制原始对象的所有属性及其引用指向的对象。换句话说，深拷贝会递归复制对象及其关联的所有对象，从而生成一个完全独立的对象。这意味着对于原始对象和深拷贝对象的任何修改都不会相互影响。在Java中，可以通过实现Serializable接口或自定义拷贝方法来实现深拷贝。

注意：对于对象中的引用类型属性，拷贝操作可能会涉及到对引用对象的拷贝方式。如果是浅拷贝，那么引用对象将被共享；如果是深拷贝，那么引用对象也将被递归拷贝。

三、clone()实现浅拷贝

目标类需要实现 Cloneable 接口，该接口是一个标记接口，表示类支持克隆操作。

在目标类中，需要重写 Object 类的 clone() 方法，并将访问修饰符设置为 public。

注：文中省略了setter和getter方法

public class User implements Cloneable {

    private String username;

    private Integer age;

    // 只有一个String类型的value属性
    private Hobby hobby;

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }
}

public static void main(String[] args) {
    // 原始对象
    User source = new User();
    source.setUsername("admin");
    source.setAge(18);
    source.setHobby(new Hobby("游泳"));
    // clone()实现浅拷贝
    try {
        User target = (User) source.clone();
        // 打印各自的值
        System.out.println("===修改前===");
        System.out.println(source);
        System.out.println(target);
        // 修改值后再打印
        target.getHobby().setValue("跑步");
        System.out.println("===修改后===");
        System.out.println(source);
        System.out.println(target);
    } catch (CloneNotSupportedException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

结果记录：

===修改前===
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='游泳'}}
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='游泳'}}
===修改后===
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='跑步'}}
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='跑步'}}

四、序列化实现深拷贝

目标类需要实现 Serializable 接口，表示该类支持序列化。

public class User implements Serializable {

    private String username;

    private Integer age;

    private Hobby hobby;
}

public class Hobby implements Serializable {

    private String value;
}

public static void main(String[] args) {
    // 原始对象
    User source = new User();
    source.setUsername("admin");
    source.setAge(18);
    source.setHobby(new Hobby("游泳"));
    // 序列化实现深拷贝
    try {
        // 将原始对象写入字节流
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
        oos.writeObject(source);
        oos.close();
        // 从字节流中读取对象，进行反序列化
        ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
        User target = (User) ois.readObject();
        // 打印各自的值
        System.out.println("===修改前===");
        System.out.println(source);
        System.out.println(target);
        // 修改值后再打印
        target.getHobby().setValue("跑步");
        System.out.println("===修改后===");
        System.out.println(source);
        System.out.println(target);
    } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

结果记录：

===修改前===
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='游泳'}}
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='游泳'}}
===修改后===
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='游泳'}}
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='跑步'}}

五、Spring中的BeanUtils.copyProperties()方法

在 Spring 框架中，BeanUtils.copyProperties() 是一个常用的工具方法，用于将一个 Java 对象的属性值复制到另一个对象中。这个方法可以实现对象之间的属性拷贝，包括基本类型、引用类型和集合类型的属性。
BeanUtils.copyProperties() 方法的语法如下：
```
public static void copyProperties(Object source, Object target)
```
其中，source 是源对象，target 是目标对象。该方法会将 source 对象的属性值复制到 target 对象中，属性名称和类型相同的属性会被复制。如果 source 对象的属性在 target 对象中不存在，则会被忽略。需要注意的是，BeanUtils.copyProperties() 方法执行的是浅拷贝，即对于引用类型的属性，只复制了引用而不是创建新的对象。如果需要实现深拷贝，可以考虑使用其他方式，比如手动逐个复制属性或者使用其他工具库。此外，BeanUtils.copyProperties() 方法要求源对象和目标对象的属性名称和类型相同，否则可能会出现类型转换错误或属性丢失的问题。

使用示例：

public static void main(String[] args) {
    // 原始对象
    User source = new User();
    source.setUsername("admin");
    source.setAge(18);
    source.setHobby(new Hobby("游泳"));

    // 目标
    User target = new User();
    BeanUtils.copyProperties(source, target);

    // 打印各自的值
    System.out.println("===修改前===");
    System.out.println(source);
    System.out.println(target);

    // 修改值后再打印
    target.getHobby().setValue("跑步");
    System.out.println("===修改后===");
    System.out.println(source);
    System.out.println(target);
}

结果记录：

===修改前===
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='游泳'}}
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='游泳'}}
===修改后===
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='跑步'}}
User{username='admin , age=18, hobby=Hobby{value='跑步'}}