深浅拷贝

最新推荐文章于 2025-07-13 15:53:34 发布

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#string #object #list #java #class #存储

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我们在程序设计里，经常会遇到对象拷贝的情况，同样在拷贝的场景下，我们也会遇到“对象类型不确定”这样的情况——我们如何在不知道对象内部细节的前提下来实现拷贝对象的动作呢？

Java语言对此提供了功能强大的clone方法，专门来应对这种“对象类型不确定”的情况。不过我们在使用clone方法时，要充分理解，在对象里究竟是存储数值还是存储这个数值的引用，这个问题的答案将是我们理解深浅拷贝的钥匙，通过这把钥匙我们可以更清晰地理解Java里的数据存储和调用方式。

1 “偷懒”的共享数据块的方法——浅拷贝

如果我们把多个句柄同时指向同一个对象，那么多个句柄可以共享一个对象（或称是内存数据块），通过下面的ShareObject.java代码，我们可以看出共享数据块的一些特点。

class ShareData

{

private int data;

//构造函数

ShareData(int data)

{

this.data = data;

}

//输出

void printData()

{

System.out.println("the data is " + data);

}

//自增长data的方法

void increaseData()

{

data++;

}

public class ShareObject

{

public static void main(String[] args)

{

ShareData sd1 = new ShareData(1);

//共享内存块

ShareData sd2 = sd1;

System.out.println("Sharedata2.");

sd2.printData();

//调用sd2的increaseData方法

sd2.increaseData();

//检验结果

System.out.println("after increase Sharedata2.");

System.out.println("this is Sharedata2.");

sd2.printData();

System.out.println("this is Sharedata1.");

sd1.printData();

}

这段代码的输出的结果是：

this is Sharedata2.

the data is 1

after increase Sharedata2.

this is Sharedata2.

the data is 2

this is Sharedata1.

the data is 2

其中我们看到一个非常有意思的现象：最初我们初始化了ShareData类型的sd1对象，然后我们通过ShareData sd2 = sd1;语句，把sd1的存储空间的首地址（即引用）赋予了sd2，这样，就相当于两个句柄同时指向了同一个内存里的ShareData对象。

接下来，虽然我们是通过sd2.increaseData();语句，仅仅提升了sd2里的data值，但通过输出结果，我们看到了，sd1内的数据也受到了影响。

我们在实际的项目开发中，不提倡这种做法，因为如果用两个句柄同时操作一个对象的话，很有可能导致数据被意外地修改掉。

所以，如果在不同的场景下，需要对同一个对象进行操作，我们一般是调用Java里的clone方法，让不同的场景代码针对克隆出来的不同对象来操作。

2 似是而非的浅拷贝——只拷贝ArrayList对象

在Java的Object基类里，提供了用于对象复制的clone方法，由于Java里，所有类都是Object的子类，所以每个类都具有通过调用clone方法克隆自身的能力。

但是，clone方法的一些表现也会出乎我们的意料，在下面的ShallowClone.java代码里，虽然我们调用了clone，但发现并不能真正地克隆在ArrayList里的数据。

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

class Item

{

int data;

public Item(int data)

{

this.data = data;

}

public String toString()

{

return " "+data;

}

public class ShallowClone

{

static void prt(List l)

{

for(int i=0;i<l.size();i++)System.out.print(l.get(i));

}

public static void main(String[] args)

{

ArrayList l = new ArrayList();

for (int i = 0; i < 10; i++)

{

l.add(new Item(i));

}

System.out.println("at begin:");

prt(l);

//克隆l里面的数据

List l2 = (List) l.clone();

//改变l2中的数据，但影响了l中的数据

((Item)l2.get(0)).data++;

System.out.println("/nafter clone and adjust l2:");

prt(l);

System.out.println();

prt(l2);

}

这段程序直接调用了集合ArrayList实现了克隆，虽然我们操作的动作针对的是l2对象，但修改l2中的元素会影响到ll中原来的数据。程序输出结果如下：

at begin:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

after clone and adjust l2:

1 1 2 3 4 5 6 7 8 9

这种做法叫“浅拷贝”，因为我们只能拷贝ArrayList对象，而无法继续拷贝包含在对象里的元素。

3 “刨根撅底”的深拷贝——实现对ArrayList的整体克隆

在上面的例子里，我们之所以没能够达到预期的ArrayList整体克隆的效果，是因为我们在克隆ArrayList对象时，仅仅克隆了ArrayList本身，而没有克隆里面具体的对象。如果自定义对象想要实现克隆的特性的话，只需实现Clonalbe接口，并且实现clone方法，这个方法是来自于java.lang.Object这个父类的。下面我们看一下修改后的代码DeepClone.java。

import java.util.ArrayList;

import java.util.List;

class Item1 implements Cloneable

{

int data;

public Item1(int data)

{

this.data = data;

}

public String toString()

{

return " "+data;