java深度复制和浅度复制

本文深入探讨了Java中对象拷贝的两种主要方式:浅复制和深复制,通过实例展示了它们的区别及应用。浅复制仅复制对象本身,而深复制则递归复制对象及其引用的对象。此外,文章还介绍了序列化方法实现深复制的技巧。

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关键字: java 潜拷贝和深拷贝 .java里的clone分为: 
A:浅复制(浅克隆): 浅复制仅仅复制所考虑的对象,而不复制它所引用的对象。 
b:深复制(深克隆):深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。 
Java中对象的克隆,为了获取对象的一份拷贝,我们可以利用Object类的clone()方法。必须要遵循下面三点 
1.在派生类中覆盖基类的clone()方法,并声明为public【Object类中的clone()方法为protected的】。 
2.在派生类的clone()方法中,调用super.clone()。 
3.在派生类中实现Cloneable接口。 

Object类里的clone方法是浅复制(浅克隆) 

浅复制(浅克隆)的例子如下:

package com.test;

//浅复制(浅克隆): 浅复制仅仅复制所考虑的对象,而不复制它所引用的对象。
//深复制(深克隆):深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。
//
//Java中对象的克隆,为了获取对象的一份拷贝,我们可以利用Object类的clone()方法。必须要遵循下面三点
//1.在派生类中覆盖基类的clone()方法,并声明为public【Object类中的clone()方法为protected的】。
//2.在派生类的clone()方法中,调用super.clone()。
//3.在派生类中实现Cloneable接口。

//<SPAN style="COLOR: red">Object类里的clone方法是浅复制(浅克隆)</SPAN>public class CloneTest {

 public static void main(String[] args) throws Exception{
  //teacher对象将被clone出来的Student对象共享.
  Teacher teacher = new Teacher();
  teacher.setAge(40);
  teacher.setName("Teacher zhang");
  
  Student student1 = new Student();
  student1.setAge(20);
  student1.setName("zhangsan");
  student1.setTeacher(teacher);
  
  //复制出来一个对象student2
  Student student2 = (Student)student1.clone();
  System.out.println(student2.getAge());
  System.out.println(student2.getName());
  
  
  System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
  System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
  System.out.println(student1.getTeacher().getName());
  
  
  //修改student2的引用对象
  student2.getTeacher().setAge(50);
  student2.getTeacher().setName("Teacher Li");
  
  System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
  System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
  System.out.println(student1.getTeacher().getName());
 }
}

class Teacher {
 public int age;
 public String name;
 
 public int getAge() {
  return age;
 }
 public void setAge(int age) {
  this.age = age;
 }
 public String getName() {
  return name;
 }
 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }
 
 
}

class Student implements Cloneable{
 
 public int age ;
 public String name;
 public Teacher teacher;
 public int getAge() {
  return age;
 }
 public void setAge(int age) {
  this.age = age;
 }
 public String getName() {
  return name;
 }
 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }
 public Teacher getTeacher() {
  return teacher;
 }
 public void setTeacher(Teacher teacher) {
  this.teacher = teacher;
 }
 @Override
 public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
  return super.clone();
 }
 
 
}
输出结果为:
20
zhangsan
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
40
Teacher zhang
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
50
Teacher Li
2.深复制(深Clone)例子:

package com.test1;

//深clone
public class DeepCloneTest {

 public static void main(String[] args) throws Exception{
  //teacher对象将不被clone出来的Student对象共享.
  Teacher teacher = new Teacher();
  teacher.setAge(40);
  teacher.setName("Teacher zhang");
  
  Student student1 = new Student();
  student1.setAge(20);
  student1.setName("zhangsan");
  student1.setTeacher(teacher);
  
  //复制出来一个对象student2
  Student student2 = (Student)student1.clone();
  System.out.println(student2.getAge());
  System.out.println(student2.getName());
  
  
  System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
  System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
  System.out.println(student1.getTeacher().getName());
  
  
  //修改student2的引用对象
  student2.getTeacher().setAge(50);
  student2.getTeacher().setName("Teacher Li");
  
  System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
  System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
  System.out.println(student1.getTeacher().getName());
 }
}

class Teacher implements Cloneable{
 public int age;
 public String name;
 
 public int getAge() {
  return age;
 }
 public void setAge(int age) {
  this.age = age;
 }
 public String getName() {
  return name;
 }
 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }
 @Override
 public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
  return super.clone();
 }
 
}

class Student implements Cloneable{
 
 public int age ;
 public String name;
 public Teacher teacher;
 public int getAge() {
  return age;
 }
 public void setAge(int age) {
  this.age = age;
 }
 public String getName() {
  return name;
 }
 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }
 public Teacher getTeacher() {
  return teacher;
 }
 public void setTeacher(Teacher teacher) {
  this.teacher = teacher;
 }
 @Override
 public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
  Student student = (Student)super.clone();
  //将引用的对象teacher也clone下
  student.setTeacher((Teacher)(student.getTeacher().clone()));
  return student;
 }
 
 
}
输出结果为:
20
zhangsan
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
40
Teacher zhang
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
40
Teacher zhang
3.利用序列化来做深复制,把对象写到流里的过程是序列化(Serilization)过程,而把对象从流中读出来的过程则叫做反序列化(Deserialization)过程。应当指出的是,写在流里的是对象的一个拷贝,而原对象仍然存在于JVM里面。,利用这个特性,可以做深拷贝

package com.test3;

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
//利用序列化来做深复制
//深clone
public class DeepCloneTest {

 public static void main(String[] args) throws Exception{
  //teacher对象将不被clone出来的Student对象共享.
  Teacher teacher = new Teacher();
  teacher.setAge(40);
  teacher.setName("Teacher zhang");
  
  Student student1 = new Student();
  student1.setAge(20);
  student1.setName("zhangsan");
  student1.setTeacher(teacher);
  
  //复制出来一个对象student2
  Student student2 = (Student)student1.deepCopy();
  System.out.println(student2.getAge());
  System.out.println(student2.getName());
  
  
  System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
  System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
  System.out.println(student1.getTeacher().getName());
  
  
  //修改student2的引用对象
  student2.getTeacher().setAge(50);
  student2.getTeacher().setName("Teacher Li");
  
  System.out.println("~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~");
  System.out.println(student1.getTeacher().getAge());
  System.out.println(student1.getTeacher().getName());
 }
}

class Teacher implements Serializable{
 
 private static final long serialVersionUID = -8834559347461591191L;
 
 public int age;
 public String name;
 
 public int getAge() {
  return age;
 }
 public void setAge(int age) {
  this.age = age;
 }
 public String getName() {
  return name;
 }
 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }
 
}

class Student implements Serializable{
 
 //serialVersionUID 如果你的对象序列化后存到硬盘上面后,可是后来你却更改了类的field(增加或减少或改名),当你反序列化时,就会出现Exception的,这样就会造成不兼容性的问题。 
 //但当serialVersionUID相同时,它就会将不一样的field以type的缺省值赋值(如int型的是0,String型的是null等),这个可以避开不兼容性的问题。所以最好给serialVersionUID赋值
 private static final long serialVersionUID = 7991552226614088458L;
 
 public int age ;
 public String name;
 public Teacher teacher;
 public int getAge() {
  return age;
 }
 public void setAge(int age) {
  this.age = age;
 }
 public String getName() {
  return name;
 }
 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }
 public Teacher getTeacher() {
  return teacher;
 }
 public void setTeacher(Teacher teacher) {
  this.teacher = teacher;
 }
 
 public Object deepCopy() throws Exception{
  //将该对象序列化成流,因为写在流里的是对象的一个拷贝,而原对象仍然存在于JVM里面。所以利用这个特性可以实现对象的深拷贝
  ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();

  ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);

  oos.writeObject(this);

  //将流序列化成对象
  ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());

  ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);

  return ois.readObject();
 }
 
 
}
输出结果为:
20
zhangsan
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
40
Teacher zhang
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
40
Teacher zhang

### OpenCVSharp 中 Mat 对象的深拷贝与拷贝 #### 拷贝 在 OpenCVSharp 中,当使用 `=` 运算符来复制一个 `Mat` 对象时,默认情况下会创建该对象的一个拷贝。这意味着两个变量实际上指向同一块内存区域。如果修改其中一个变量的内容,另一个也会受到影响。 ```csharp using (var img1 = Cv2.ImRead("image.jpg")) { using (var img2 = img1) // 创建了一个拷贝 { // 修改 img1 将会影响 img2 img1.SetTo(Scalar.Red); // 显示图像 Cv2.ImShow("Original Image", img1); Cv2.ImShow("Shallow Copy", img2); Cv2.WaitKey(0); } } ``` #### 深拷贝 为了实现真正的数据隔离,即创建一个新的独立副本而不共享底层的数据缓冲区,可以使用 `.Clone()` 方法或 `.CopyTo()` 函数来进行深拷贝操作。这两种方式都会分配新的内存并复制原始图像的所有像素值到新位置上[^2]。 - **`.Clone()`**: 总是会在堆栈中开辟一块全新的连续存储空间用于保存完整的图像信息,并返回这个新实例。 ```csharp using (var img1 = Cv2.ImRead("image.jpg")) { var img2 = img1.Clone(); // 完整的深拷贝 // 即使现在改变 img1 的内容也不会影响到 img2 img1.SetTo(Scalar.Blue); // 展示两幅图的不同状态 Cv2.ImShow("Modified Original", img1); Cv2.ImShow("Deep Copied Version", img2); Cv2.WaitKey(0); } ``` - **`.CopyTo(Mat dst)`**: 此方法允许指定目标容器(dst),它可以根据目的端的具体情况决定是否重新分配内存。如果目标容器已经存在并且尺寸合适,则可以直接覆盖其内部数据;反之则需先调整大小再执行复制过程[^4]。 ```csharp using (var srcImg = Cv2.ImRead("source_image.jpg")) { using (var destImg = new Mat()) { srcImg.CopyTo(destImg); // 如果destImg为空或者尺寸不合适将会被重置为合适的尺寸 // 可以安全地对源图片做任何更改而不用担心会影响到目的地 srcImg.SetTo(Scalar.Green); Cv2.ImShow("Source After Modification", srcImg); Cv2.ImShow("Destination Unchanged By Source Changes", destImg); Cv2.WaitKey(0); } } ``` 综上所述,在处理多份相同但又希望保持各自独立性的图像资料时,应当优先考虑采用深拷贝的方式以避免不必要的副作用[^3]。
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