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Java 浅拷贝和深拷贝

时间:2017-08-11 23:57:50      阅读:79      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:auto   大学   resume   extends   input   代码   bsp   变量   还需   

 

一看就懂的,java深拷贝浅拷贝

 

将一个对象的引用复制给另外一个对象,一共有三种方式。第一种方式是直接赋值,第二种方式是浅拷贝,第三种是深拷贝。所以大家知道了哈,这三种概念实际上都是为了拷贝对象啊。
 

1、直接赋值

好,下面我们先看第一种方式,直接赋值。在Java中,A a1 = a2,我们需要理解的是这实际上复制的是引用,也就是说a1和a2指向的是同一个对象。因此,当a1变化的时候,a2里面的成员变量也会跟着变化。各位,请看下面的代码吧!
 
/* 建立类 */  
class Resume {  
    private String name;  //姓名  
    private String sex;   //性别  
    private int age;      //年龄  
    private String experience; //工作经历  
      
    public Resume(String name, String sex, int age) {  
        this.name = name;  
        this.sex = sex;  
        this.age = age;  
    }  
      
    public void setAge(int age) {  
        this.age = age;  
    }  
    public int getAge() {  
        return age;  
    }  
      
    public void setExperience(String experience) {  
        this.experience = experience;  
    }  
    public String getExperience() {  
        return experience;  
    }  
      
    public void displayResume() {  
        System.out.println("姓名:"+name+" 性别:"+sex+" 年龄:"+age);  
        System.out.println("工作经历:"+experience);  
    }  
}  
  
public class MainClass {  
    public static void main(String[] args) {  
        Resume zhangsan = new Resume("zhangsan","男",24);  
        zhangsan.setExperience("2009-2013就读于家里蹲大学,精通JAVA,C,C++,C#等代码复制");  
        zhangsan.displayResume();  
        Resume zhangsan1 = zhangsan;  
        zhangsan1.setExperience("2009-2013就读于家里蹲大学,精通JAVA,C,C++,C#等");  
        zhangsan.displayResume();  
        zhangsan1.displayResume();  
    }  
}  

程序运行结果

姓名:zhangsan 性别:男 年龄:24  
工作经历:2009-2013就读于家里蹲大学,精通JAVA,C,C++,C#等代码复制  
姓名:zhangsan 性别:男 年龄:24  
工作经历:2009-2013就读于家里蹲大学,精通JAVA,C,C++,C#等  
姓名:zhangsan 性别:男 年龄:24  
工作经历:2009-2013就读于家里蹲大学,精通JAVA,C,C++,C#等  

在本程序中,生成了一份zhangsan的简历。之后又复制了一份简历zhangsan1,可见zhangsan1中工作经历发生变化时,zhangsan的工作经历也发生了变化。

 

2、浅拷贝

上面直接赋值的结果,有时候可能并不是我们所想要的。就像我们投简历的时候,可能会根据应聘公司的类型做出相应的调整,如果是投技术类的工作可能会偏技术一点;如果是投国企啊什么之类的,社会经历学生工作什么的可能也是很重要的一部分。所以我们不需要当我们修改一份简历的时候,所有的简历都变调。不然到时候投技术类的公司又得改回来。说了这么多,我们也就是希望,把a1赋值给a2之后,a1和a2能保持独立,不要互相影响。
 
实现上面想法之一的方法就是Object的Clone()函数了。在这里,我们需要了解clone()主要做了些什么,创建一个新对象,然后将当前对象的非静态字段复制到该新对象,如果字段是值类型的,那么对该字段执行复制;如果该字段是引用类型的话,则复制引用但不复制引用的对象。因此,原始对象及其副本引用同一个对象。
好,我们先看这一段话的前一部分,如果字段是值类型,则直接复制。如下面程序所示
 
/* 建立类,实现Clone方法  */  
class Resume  implements Cloneable{  
    private String name;  //姓名  
    private String sex;   //性别  
    private int age;      //年龄  
    private String experience; //工作经历  
      
    public Resume(String name, String sex, int age) {  
        this.name = name;  
        this.sex = sex;  
        this.age = age;  
    }  
      
    public void setAge(int age) {  
        this.age = age;  
    }  
    public int getAge() {  
        return age;  
    }  
      
    public void setExperience(String experience) {  
        this.experience = experience;  
    }  
    public String getExperience() {  
        return experience;  
    }  
      
    public void displayResume() {  
        System.out.println("姓名:"+name+" 性别:"+sex+" 年龄:"+age);  
        System.out.println("工作经历:"+experience);  
    }  
      
    public Object clone() {  
        try {  
            return (Resume)super.clone();  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
            return null;  
        }  
    }  
}  
  
public class MainClass {  
    public static void main(String[] args) {  
        Resume zhangsan = new Resume("zhangsan","男",24);  
        zhangsan.setExperience("2009-2013就读于家里蹲大学,精通JAVA,C,C++,C#等代码拷贝和粘贴");  
        zhangsan.displayResume();  
        Resume zhangsan1 = (Resume)zhangsan.clone();  
        zhangsan1.setAge(23);  
        zhangsan1.displayResume();  
        Resume zhangsan2 = (Resume)zhangsan.clone();  
        zhangsan2.setExperience("2009-2013就读于家里蹲大学,精通JAVA,C,C++,C#等代码");  
        zhangsan2.displayResume();  
        zhangsan.displayResume();  
    }  
}  

程序运行结果

姓名:zhangsan 性别:男 年龄:24  
工作经历:2009-2013就读于家里蹲大学,精通JAVA,C,C++,C#等代码拷贝和粘贴  
姓名:zhangsan 性别:男 年龄:23  
工作经历:2009-2013就读于家里蹲大学,精通JAVA,C,C++,C#等代码拷贝和粘贴  
姓名:zhangsan 性别:男 年龄:24  
工作经历:2009-2013就读于家里蹲大学,精通JAVA,C,C++,C#等代码  
姓名:zhangsan 性别:男 年龄:24  
工作经历:2009-2013就读于家里蹲大学,精通JAVA,C,C++,C#等代码拷贝和粘贴  
由程序的运行结果可以看出,我们实现了a1和a2引用的独立。
 
但是什么叫“如果该字段是引用类型的话,则复制引用但不复制引用的对象。因此,原始对象及其副本引用同一个对象。”,到底什么意思?不用着急,我们接下来看下面一段程序:
class Experience {  
      
    private String educationBackground;  
    private String skills;  
      
    public void setExperience(String educationBackground, String skills) {  
        // TODO Auto-generated constructor stub  
        this.educationBackground = educationBackground;  
        this.skills = skills;  
    }  
    public String toString() {  
        return educationBackground + skills;  
    }  
}  
  
/* 建立类,实现Clone方法  */  
class Resume  implements Cloneable{  
    private String name;  //姓名  
    private String sex;   //性别  
    private int age;      //年龄  
    private Experience experience; //工作经历  
      
    public Resume(String name, String sex, int age) {  
        this.name = name;  
        this.sex = sex;  
        this.age = age;  
        this.experience = new Experience();  
    }  
      
    public void setAge(int age) {  
        this.age = age;  
    }  
    public int getAge() {  
        return age;  
    }  
      
    public Experience getExperience() {  
        return experience;  
    }  
      
    public void setExperience(String educationBackground, String skills) {  
        experience.setExperience(educationBackground, skills);  
    }  
      
    public void displayResume() {  
        System.out.println("姓名:"+name+" 性别:"+sex+" 年龄:"+age);  
        System.out.println("工作经历:"+experience.toString());  
    }  
      
    public Object clone() {  
        try {  
            return (Resume)super.clone();  
        } catch (Exception e) {  
            e.printStackTrace();  
            return null;  
        }  
    }  
}  
  
public class MainClass {  
    public static void main(String[] args) {  
        Resume zhangsan = new Resume("zhangsan","男",24);  
        zhangsan.setExperience("2009-2013就读于家里蹲大学","精通JAVA,C,C++,C#等代码拷贝和粘贴");  
        zhangsan.displayResume();  
  
        Resume zhangsan2 = (Resume)zhangsan.clone();  
        zhangsan2.setExperience("2009-2013就读于家里蹲大学","精通JAVA,C,C++,C#等");  
        zhangsan2.displayResume();  
        zhangsan.displayResume();  
        zhangsan2.displayResume();  
    }  
}  

程序运行结果:

姓名:zhangsan 性别:男 年龄:24  
工作经历:2009-2013就读于家里蹲大学精通JAVA,C,C++,C#等代码拷贝和粘贴  
姓名:zhangsan 性别:男 年龄:24  
工作经历:2009-2013就读于家里蹲大学精通JAVA,C,C++,C#等  
姓名:zhangsan 性别:男 年龄:24  
工作经历:2009-2013就读于家里蹲大学精通JAVA,C,C++,C#等  
姓名:zhangsan 性别:男 年龄:24  
工作经历:2009-2013就读于家里蹲大学精通JAVA,C,C++,C#等  

我们看一下上面两段程序差异在哪儿,第一段程序的工作经历是作为Resume类的一个普通的成员变量,也就是值属性。而后面一段程序中,工作经历Experience是一个类。结合上面程序的运行结果,我们再来理解“如果该字段是引用类型的话,则复制引用但不复制引用的对象。因此,原始对象及其副本引用同一个对象。”其实也就是说,zhangsan和zhangsan2里面的Experience类指向的是同一个对象嘛!那不管是zhangsan里面的Experience变化,还是zhangsan2里面的Experience变化都会影响另外一个啊。

 

3、深拷贝

其实出现问题的关键就在于clone()方法上,我们知道该clone()方法是使用Object类的clone()方法,但是该方法存在一个缺陷,它并不会将对象的所有属性全部拷贝过来,而是有选择性的拷贝,基本规则如下:

      1、 基本类型

         如果变量是基本很类型,则拷贝其值,比如int、float等。

      2、 对象

         如果变量是一个实例对象,则拷贝其地址引用,也就是说此时新对象与原来对象是公用该实例变量。

      3、 String字符串

         若变量为String字符串,则拷贝其地址引用。但是在修改时,它会从字符串池中重新生成一个新的字符串,原有紫都城对象保持不变。

      基于上面上面的规则,我们很容易发现问题的所在,他们三者公用一个对象,张三修改了该邮件内容,则李四和王五也会修改,所以才会出现上面的情况。对于这种情况我们还是可以解决的,只需要在clone()方法里面新建一个对象,然后张三引用该对象即可:

rotected Person clone() {
        Person person = null;
        try {
            person = (Person) super.clone();
            person.setEmail(new Email(person.getEmail().getObject(),person.getEmail().getContent()));
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        return person;
    }

所以:浅拷贝只是Java提供的一种简单的拷贝机制,不便于直接使用。

      对于上面的解决方案还是存在一个问题,若我们系统中存在大量的对象是通过拷贝生成的,如果我们每一个类都写一个clone()方法,并将还需要进行深拷贝,新建大量的对象,这个工程是非常大的,这里我们可以利用序列化来实现对象的拷贝。

 

如何利用序列化来完成对象的拷贝呢?在内存中通过字节流的拷贝是比较容易实现的。把母对象写入到一个字节流中,再从字节流中将其读出来,这样就可以创建一个新的对象了,并且该新对象与母对象之间并不存在引用共享的问题,真正实现对象的深拷贝。

public class CloneUtils {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T extends Serializable> T clone(T obj){
        T cloneObj = null;
        try {
            //写入字节流
            ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream obs = new ObjectOutputStream(out);
            obs.writeObject(obj);
            obs.close();
            
            //分配内存,写入原始对象,生成新对象
            ByteArrayInputStream ios = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(ios);
            //返回生成的新对象
            cloneObj = (T) ois.readObject();
            ois.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return cloneObj;
    }
}

使用该工具类的对象必须要实现Serializable接口,否则是没有办法实现克隆的。

public class Person implements Serializable{
    private static final long serialVersionUID = 2631590509760908280L;

    ..................
    //去除clone()方法

}

public class Email implements Serializable{
    private static final long serialVersionUID = 1267293988171991494L;
    
    ....................
}

所以使用该工具类的对象只要实现Serializable接口就可实现对象的克隆,无须继承Cloneable接口实现clone()方法。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //写封邮件
        Email email = new Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议...");
        
        Person person1 =  new Person("张三",email);
        
        Person person2 =  CloneUtils.clone(person1);
        person2.setName("李四");
        Person person3 =  CloneUtils.clone(person1);
        person3.setName("王五");
        person1.getEmail().setContent("请与今天12:00到二会议室参加会议...");
        
        System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是:" + person1.getEmail().getContent());
        System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是:" + person2.getEmail().getContent());
        System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是:" + person3.getEmail().getContent());
    }
}
-------------------
Output:
张三的邮件内容是:请与今天12:00到二会议室参加会议...
李四的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议...
王五的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议...

 

 

 

 

Java 浅拷贝和深拷贝

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