深拷贝和浅拷贝

目录

一、概念

1、引用数据类型

2、浅拷贝和深拷贝的区别

(1)浅拷贝

(2)深拷贝

二、通过实现Cloneable接口进行拷贝

1、浅拷贝

(1)Address类

(2)Person类

(3)测试代码

(4)输出

2、深拷贝

(1)Person类代码修改

(2)测试代码

(3)输出

三、浅拷贝和深拷贝工具类

1、浅拷贝

(1)示例代码

(2)输出

2、深拷贝

(1)示例代码

(2)输出


 

一、概念

1、引用数据类型

引用数据类型是指通过定义一个引用类型的变量,可以指向并操作其他的对象实体,引用存放在栈中,实体存放在堆中。常见的引用数据类型有类(class),接口(interface),数据(array),字符串(String),包装类(Integer、Float)。浅拷贝和深拷贝都是对于引用数据类型而言。

2、浅拷贝和深拷贝的区别

(1)浅拷贝

浅拷贝是指会创建一个新对象,但是只复制原始对象的基本类型字段或引用,如果原始对象存在引用类型的字段,拷贝对象和原始对象的引用类型字段会共享同一个实体,对拷贝对象的修改可能会影响原始对象。

(2)深拷贝

深拷贝会递归复制原始对象的所有属性和属性指向的实体,拷贝对象和原始对象各自独立,对拷贝对象的修改不会影响原始对象。

示例图参考:澡澡洗澡澡-一文彻底搞懂深拷贝和浅拷贝的区别

二、通过实现Cloneable接口进行拷贝

1、浅拷贝

实体类需要实现Cloneable接口,并重写clone方法

(1)Address类

package com.xiaobai.java_core.copy;

import java.io.Serializable;

/**
 * @Author 王天文
 * @Date 2025/1/5 15:55
 * @Description:
 */
public class Address implements Serializable, Cloneable {

    private static final long serialVersionUID = -2017435981055252655L;

    public Address(String city) {
        this.city = city;
    }

    private String city;

    public String getCity() {
        return city;
    }

    public void setCity(String city) {
        this.city = city;
    }

    @Override
    protected Address clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Address) super.clone();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Address{" +
                "city='" + city + '\'' +
                '}';
    }
}

(2)Person类

package com.xiaobai.java_core.copy;

import java.io.Serializable;

/**
 * @Author 王天文
 * @Date 2025/1/5 15:54
 * @Description:
 */
public class Person implements Serializable, Cloneable {

    private static final long serialVersionUID = 7973985896659216593L;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, String sex, Address address) {
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.address = address;
    }

    private String name;

    private String sex;

    private Address address;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public Address getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(Address address) {
        this.address = address;
    }

    /**
     * 浅拷贝
     * @return
     * @throws CloneNotSupportedException
     */
    @Override
    protected Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person personClone = (Person) super.clone();
        return personClone;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", sex='" + sex + '\'' +
                ", address=" + address +
                '}';
    }
}

(3)测试代码

package com.xiaobai.java_core.copy;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;

/**
 * @Author 王天文
 * @Date 2025/1/5 18:32
 * @Description: 浅拷贝和深拷贝测试
 */
@Slf4j
public class CopyTest {

    @Test
    public void shallowCopy() throws CloneNotSupportedException {
        Person person = new Person("张三", "男", new Address("北京"));

        Person personCopy = person.clone();

        personCopy.getAddress().setCity("上海");

        log.info("原始对象:" + person);
        log.info("拷贝对象:" + personCopy);
    }
}

(4)输出

原始对象:Person{name='张三', sex='男', address=Address{city='上海'}}
拷贝对象:Person{name='张三', sex='男', address=Address{city='上海'}}

可以看到对拷贝对象的修改影响了原始对象,person对象和personCopy对象的address属性的堆内存是共享的。

2、深拷贝

Person类中添加deepClone方法,在拷贝Person对象的同时也拷贝成员变量address,并赋值给Person的拷贝对象。Address类的代码不变。

(1)Person类代码修改

package com.xiaobai.java_core.copy;

import java.io.Serializable;

/**
 * @Author 王天文
 * @Date 2025/1/5 15:54
 * @Description:
 */
public class Person implements Serializable, Cloneable {

    private static final long serialVersionUID = 7973985896659216593L;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, String sex, Address address) {
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.address = address;
    }

    private String name;

    private String sex;

    private Address address;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public Address getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(Address address) {
        this.address = address;
    }

    /**
     * 浅拷贝
     * @return
     * @throws CloneNotSupportedException
     */
    @Override
    protected Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person personClone = (Person) super.clone();
        return personClone;
    }

    /**
     * 深拷贝
     * @return
     * @throws CloneNotSupportedException
     */
    public Person deepClone() throws CloneNotSupportedException {
        Person personClone = (Person) super.clone();
        personClone.address = this.address.clone();
        return personClone;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", sex='" + sex + '\'' +
                ", address=" + address +
                '}';
    }
}

(2)测试代码

    @Test
    public void deepCopy() throws CloneNotSupportedException {
        Person person = new Person("张三", "男", new Address("北京"));

        Person personCopy = person.deepClone();

        personCopy.getAddress().setCity("上海");

        log.info("原始对象:" + person);
        log.info("拷贝对象:" + personCopy);
    }

(3)输出

原始对象:Person{name='张三', sex='男', address=Address{city='北京'}}

拷贝对象:Person{name='张三', sex='男', address=Address{city='上海'}}

三、浅拷贝和深拷贝工具类

1、浅拷贝

(1)示例代码

使用Spring的org.springframework.beans.BeanUtils#copyProperties(java.lang.Object, java.lang.Object)可以实现浅拷贝

package com.xiaobai.java_core.copy;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.BeanUtils;

/**
 * @Author 王天文
 * @Date 2025/1/5 19:48
 * @Description:
 */
@Slf4j
public class SpringCopyTest {

    @Test
    public void shallowCopy() {
        Person person = new Person("张三", "男", new Address("北京"));

        Person personCopy = new Person();

        BeanUtils.copyProperties(person, personCopy);

        personCopy.getAddress().setCity("上海");

        log.info("原始对象:" + person);
        log.info("拷贝对象:" + personCopy);
    }
}

(2)输出

原始对象:Person{name='张三', sex='男', address=Address{city='上海'}}

拷贝对象:Person{name='张三', sex='男', address=Address{city='上海'}}

2、深拷贝

(1)示例代码

使用org.apache.commons.lang.SerializationUtils实现深拷贝,示例代码如下:

    @Test
    public void deepCopy() {
        Person person = new Person("张三", "男", new Address("北京"));

        // 使用SerializationUtils进行深拷贝
        Person personCopy = (Person) SerializationUtils.clone(person);

        personCopy.getAddress().setCity("上海");

        log.info("原始对象:" + person);
        log.info("拷贝对象:" + personCopy);
    }

(2)输出

原始对象:Person{name='张三', sex='男', address=Address{city='北京'}}

拷贝对象:Person{name='张三', sex='男', address=Address{city='上海'}}

<think>嗯,用户想了解C++中的深拷贝浅拷贝的区别以及实现方法。首先,我需要回忆一下这两个概念的基本定义。浅拷贝应该是指简单的复制指针,导致两个对象指向同一块内存,而深拷贝则是复制指针所指向的数据本身,这样两个对象就独立了。 根据用户提供的引用内容,引用[1]里提到浅拷贝只拷贝指针,深拷贝会拷贝内容,默认的拷贝构造函数是浅拷贝,需要自己实现深拷贝。引用[2][3]给出了具体的代码示例,展示了如何通过自定义拷贝构造函数来实现深拷贝,比如在Person类中为Name或m_height重新分配内存并复制数据。引用[4]中的Array类也演示了类似的深拷贝实现,即在拷贝构造函数中新建内存空间并复制数据。 接下来,我需要将这些信息组织成一个清晰的回答。首先解释两者的区别,用比喻的话,浅拷贝像快捷方式,深拷贝像复制文件,这样用户容易理解。然后,说明默认拷贝构造函数的问题,比如会导致重复释放内存,出现错误。接着,用用户提供的代码例子来说明如何手动实现深拷贝,比如在拷贝构造函数中分配新内存,并复制数据。可能还需要提到析构函数的重要性,确保深拷贝的对象能正确释放内存。 用户可能还关心什么时候需要深拷贝,应该是在类中有指针成员指向动态分配的内存时。这时候必须自己实现深拷贝,否则会出现问题。同时,需要注意在实现深拷贝时,除了拷贝构造函数,可能还需要重载赋值运算符,但用户的问题可能没有提到,所以可能暂时不需要展开,但如果有相关问题可以提到。 最后,生成的相关问题需要围绕实现深拷贝的方法、常见错误场景以及如何避免等问题。这样用户如果有进一步的问题,可以继续查阅相关内容。确保回答中正确引用提供的资料,比如引用[1]、[3]中的例子来说明浅拷贝的问题深拷贝的实现步骤。</think>### C++深拷贝浅拷贝的区别及实现方式 #### 一、核心概念 1. **浅拷贝** - 仅复制对象的指针成员变量,拷贝后新旧对象的指针**指向同一块内存地址**,例如: ```cpp //示例代码片段 m_height = p.m_height; //浅拷贝直接复制指针[^3] ``` - 类似文件快捷方式,多个指针共享同一资源,可能导致**重复释放内存**的崩溃问题[^1] 2. **深拷贝** - 为指针成员**创建独立的内存空间**,完全复制原对象的数据内容: ```cpp m_height = new int(*p.m_height); //新建堆空间并复制数据[^3] ``` - 类似完整文件复制,新旧对象完全独立,避免资源冲突[^1] #### 二、实现方式对比 | 特征 | 浅拷贝 | 深拷贝 | |--------------|---------------------------|---------------------------| | 内存分配 | 共享原对象内存 | 新建独立内存空间 | | 实现复杂度 | 编译器默认提供 | 需手动实现拷贝构造函数 | | 资源管理风险 | 易出现重复释放 | 内存管理安全 | | 典型应用场景 | 无指针成员的简单对象 | 包含指针/动态资源的对象 | #### 三、关键实现步骤(以类`person`为例) 1. **定义深拷贝构造函数** ```cpp person(const person& p) { m_age = p.m_age; m_height = new int(*p.m_height); //关键:新建堆内存并复制数据 } ``` 2. **配套析构函数** ```cpp ~person() { delete m_height; //确保正确释放深拷贝分配的内存 m_height = nullptr; } ``` 3. **错误示例(浅拷贝陷阱)** 若直接使用默认拷贝构造函数: ```cpp person p2(p1); //此时p2.m_height与p1.m_height指向同一地址 ``` 析构时会导致**重复释放同一内存地址**,引发程序崩溃[^1] #### 四、应用场景分析 - **必须使用深拷贝**:类包含指针成员且指向动态分配内存时(如字符串、数组等) - **可使用浅拷贝**:仅包含基本数据类型或没有资源所有权的指针时 - **典型案例**:自定义容器类(如动态数组`Array`类[^4])、包含文件句柄的类
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