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Java深拷贝和浅拷贝傻傻分不清?一文帮你彻底搞懂!

2025-06-13 13:28:21 0浏览 收藏

一分耕耘,一分收获!既然都打开这篇《Java深拷贝与浅拷贝的区别,搞懂复制背后的奥秘》,就坚持看下去,学下去吧!本文主要会给大家讲到等等知识点,如果大家对本文有好的建议或者看到有不足之处,非常欢迎大家积极提出!在后续文章我会继续更新文章相关的内容,希望对大家都有所帮助!

深拷贝与浅拷贝的关键区别在于是否复制对象内部的引用对象。1. 浅拷贝仅复制对象的非引用类型字段,引用类型字段则共享同一地址,修改一个对象的引用字段会影响其他对象;2. 深拷贝递归复制所有引用对象,生成完全独立的新对象,修改新对象不影响原对象。3. 实现深拷贝的方式包括手动递归复制、重写 clone() 方法、序列化与反序列化、使用第三方库等。4. 选择拷贝方式需根据场景决定:浅拷贝适用于引用对象不可变或需要共享的情况,深拷贝适用于需完全独立的场景。5. 实现深拷贝时需注意循环引用问题,可通过缓存已复制对象避免无限递归。6. 深拷贝性能开销较大,在高性能场景中应谨慎使用或采用优化策略。

Java中深拷贝和浅拷贝的区别 分析复制差异

深拷贝和浅拷贝,关键在于拷贝对象时,是否复制了对象内部的引用对象。浅拷贝只复制引用,深拷贝则会递归地复制所有引用对象,生成全新的独立对象。

Java中深拷贝和浅拷贝的区别 分析复制差异

深拷贝和浅拷贝的区别,本质上是对对象内部引用类型的处理方式不同。

Java中深拷贝和浅拷贝的区别 分析复制差异

浅拷贝的陷阱:共享的引用

浅拷贝,也叫影子拷贝,创建新对象时,只复制原始对象的非引用类型字段的值。对于引用类型字段,新对象只是复制了引用地址,这意味着新对象和原始对象共享同一个引用对象。修改其中一个对象的引用对象,另一个对象也会受到影响。例如:

Java中深拷贝和浅拷贝的区别 分析复制差异
class Address {
    String city;

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

    public String getCity() {
        return city;
    }

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

class Person {
    String name;
    Address address;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public Address getAddress() {
        return address;
    }

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

    // 浅拷贝方法
    public Person shallowCopy() {
        return new Person(this.name, this.address);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Address address = new Address("Beijing");
        Person person1 = new Person("Alice", address);

        Person person2 = person1.shallowCopy();

        // 修改 person2 的地址
        person2.getAddress().setCity("Shanghai");

        System.out.println("Person1's city: " + person1.getAddress().getCity()); // 输出 Shanghai
        System.out.println("Person2's city: " + person2.getAddress().getCity()); // 输出 Shanghai
    }
}

可以看到,修改person2的地址后,person1的地址也跟着改变了。这就是浅拷贝的副作用,多个对象共享同一个内部引用对象。

实现深拷贝的几种方式

深拷贝则会完全复制原始对象及其所有引用对象,生成一个全新的、完全独立的对象。修改新对象不会影响原始对象。实现深拷贝的方法有几种:

  1. 手动实现: 递归地复制每一个引用类型的字段。这是最直接但也是最繁琐的方式。
class Address implements Cloneable {
    String city;

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

    public String getCity() {
        return city;
    }

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

    @Override
    public Address clone() {
        try {
            return (Address) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}

class Person implements Cloneable {
    String name;
    Address address;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public Address getAddress() {
        return address;
    }

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

    // 深拷贝方法
    @Override
    public Person clone() {
        try {
            Person cloned = (Person) super.clone();
            cloned.address = this.address.clone(); // 关键:复制 Address 对象
            return cloned;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Address address = new Address("Beijing");
        Person person1 = new Person("Alice", address);

        Person person2 = person1.clone();

        // 修改 person2 的地址
        person2.getAddress().setCity("Shanghai");

        System.out.println("Person1's city: " + person1.getAddress().getCity()); // 输出 Beijing
        System.out.println("Person2's city: " + person2.getAddress().getCity()); // 输出 Shanghai
    }
}
  1. 使用 clone() 方法: 让类实现 Cloneable 接口,并重写 clone() 方法。但需要注意,clone() 方法默认是浅拷贝,需要手动实现深拷贝逻辑。上面的代码示例已经展示了如何使用clone()方法实现深拷贝。

  2. 序列化和反序列化: 将对象序列化成字节流,再反序列化成新的对象。这种方式可以实现完全的深拷贝,但性能相对较低。需要类实现 Serializable 接口。

import java.io.*;

class Address implements Serializable {
    String city;

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

    public String getCity() {
        return city;
    }

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

class Person implements Serializable {
    String name;
    Address address;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public Address getAddress() {
        return address;
    }

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

    // 深拷贝方法 (使用序列化)
    public Person deepCopy() {
        try {
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
            oos.writeObject(this);

            ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
            return (Person) ois.readObject();
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Address address = new Address("Beijing");
        Person person1 = new Person("Alice", address);

        Person person2 = person1.deepCopy();

        // 修改 person2 的地址
        person2.getAddress().setCity("Shanghai");

        System.out.println("Person1's city: " + person1.getAddress().getCity()); // 输出 Beijing
        System.out.println("Person2's city: " + person2.getAddress().getCity()); // 输出 Shanghai
    }
}
  1. 使用第三方库: 如 Apache Commons Lang 的 SerializationUtils 或 Jackson 等库,可以简化序列化和反序列化的过程。

何时使用深拷贝,何时使用浅拷贝?

选择深拷贝还是浅拷贝,取决于具体的应用场景和需求。

  • 浅拷贝: 适用于对象内部的引用对象是不可变的(immutable),或者多个对象共享同一个引用对象是期望行为的场景。例如,字符串常量池中的字符串。
  • 深拷贝: 适用于需要创建完全独立的副本,避免修改一个对象影响到其他对象的场景。例如,在多线程环境下,需要保证数据的独立性。

避免循环引用导致的深拷贝问题

在实现深拷贝时,需要特别注意循环引用的问题。如果对象之间存在循环引用,递归复制会导致无限循环,最终导致栈溢出。解决循环引用的方法是使用一个缓存来记录已经复制过的对象,避免重复复制。例如,可以使用 IdentityHashMap 来存储已经复制过的对象。

深拷贝的性能考量

深拷贝的性能开销通常比浅拷贝要大得多,因为它需要递归地复制所有引用对象。在对性能要求较高的场景下,需要谨慎使用深拷贝,或者考虑使用其他优化策略,例如写时复制(copy-on-write)。

本篇关于《Java深拷贝和浅拷贝傻傻分不清?一文帮你彻底搞懂!》的介绍就到此结束啦,但是学无止境,想要了解学习更多关于文章的相关知识,请关注golang学习网公众号!

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