雖然大家都知道兩者表現(xiàn)形式不同點在哪里，但是很少去深究其底層原理，也不知道怎么才能優(yōu)雅的實現(xiàn)一個深拷貝。其實工作中也常常需要實現(xiàn)深拷貝，今天一燈就帶大家一塊深入剖析一下深拷貝與淺拷貝的實現(xiàn)原理，并手把手教你怎么優(yōu)雅的實現(xiàn)深拷貝。
深拷貝與淺拷貝的問題，也是面試中的?？?。雖然大家都知道兩者表現(xiàn)形式不同點在哪里，但是很少去深究其底層原理，也不知道怎么才能優(yōu)雅的實現(xiàn)一個深拷貝。其實工作中也常常需要實現(xiàn)深拷貝，今天一燈就帶大家一塊深入剖析一下深拷貝與淺拷貝的實現(xiàn)原理，并手把手教你怎么優(yōu)雅的實現(xiàn)深拷貝。
1. 什么是深拷貝與淺拷貝
淺拷貝： 只拷貝棧內存中的數據，不拷貝堆內存中數據。
深拷貝： 既拷貝棧內存中的數據，又拷貝堆內存中的數據。
2. 淺拷貝的實現(xiàn)原理
由于淺拷貝只拷貝了棧內存中數據，棧內存中存儲的都是基本數據類型，堆內存中存儲了數組、引用數據類型等。
使用代碼驗證一下：
想要實現(xiàn)clone功能，需要實現(xiàn) Cloneable 接口，并重寫 clone 方法。
// 用戶的實體類，用作驗證
public class User implements Cloneable {
private String name;
// 每個用戶都有一個工作
private Job job;
public String getName(){
return name;
}
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public Job getJob(){
return job;
}
public void setJob(Job job){
this.job = job;
}
@Override
public User clone() throws CloneNotSupportedException {
User user = (User) super.clone();
return user;
}
}
// 工作的實體類，并沒有實現(xiàn)Cloneable接口
public class Job {
private String content;
public String getContent(){
return content;
}
public void setContent(String content){
this.content = content;
}
}
/**
* @author 一燈架構
* @apiNote Java淺拷貝示例
**/
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
// 1. 創(chuàng)建用戶對象，{"name":"一燈架構","job":{"content":"開發(fā)"}}
User user1 = new User();
user1.setName("一燈架構");
Job job1 = new Job();
job1.setContent("開發(fā)");
user1.setJob(job1);
// 2. 拷貝用戶對象，name修改為"張三"，工作內容修改"測試"
User user2 = user1.clone();
user2.setName("張三");
Job job2 = user2.getJob();
job2.setContent("測試");
// 3. 輸出結果
System.out.println("user原對象= " + user1);
System.out.println("user拷貝對象= " + user2);
}
}
輸出結果：
user原對象= {"name":"一燈架構","job":{"content":"測試"}}
user拷貝對象= {"name":"張三","job":{"content":"測試"}}從結果中可以看出，對象拷貝把name修改為”張三“，原對象并沒有變，name是String類型，是基本數據類型，存儲在棧內存中。對象拷貝了一份新的棧內存數據，修改并不會影響原對象。
然后對象拷貝把Job中content修改為”測試“，原對象也跟著變了，原因是Job是引用類型，存儲在堆內存中。對象拷貝和原對象指向的同一個堆內存的地址，所以修改會影響到原對象。
3. 深拷貝的實現(xiàn)原理
深拷貝是既拷貝棧內存中的數據，又拷貝堆內存中的數據。
實現(xiàn)深拷貝有很多種方法，下面就詳細講解一下，看使用哪種方式更方便快捷。
3.1 實現(xiàn)Cloneable接口
通過實現(xiàn)Cloneable接口來實現(xiàn)深拷貝是最常見的。
想要實現(xiàn)clone功能，需要實現(xiàn)**Cloneable接口，并重寫clone**方法。
// 用戶的實體類，用作驗證
public class User implements Cloneable {
private String name;
// 每個用戶都有一個工作
private Job job;
public String getName(){
return name;
}
public void setName(String name){
this.name = name;
}
public Job getJob(){
return job;
}
public void setJob(Job job){
this.job = job;
}
@Override
public User clone() throws CloneNotSupportedException {
User user = (User) super.clone();
// User對象中所有引用類型屬性都要執(zhí)行clone方法
user.setJob(user.getJob().clone());
return user;
}
}
// 工作的實體類，需要實現(xiàn)Cloneable接口
public class Job implements Cloneable {
private String content;
public String getContent(){
return content;
}
public void setContent(String content){
this.content = content;
}
@Override
protected Job clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Job) super.clone();
}
}
/**
* @author 一燈架構
* @apiNote Java深拷貝示例
**/
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
// 1. 創(chuàng)建用戶對象，{"name":"一燈架構","job":{"content":"開發(fā)"}}
User user1 = new User();
user1.setName("一燈架構");
Job job1 = new Job();
job1.setContent("開發(fā)");
user1.setJob(job1);
// 2. 拷貝用戶對象，name修改為"張三"，工作內容修改"測試"
User user2 = user1.clone();
user2.setName("張三");
Job job2 = user2.getJob();
job2.setContent("測試");
// 3. 輸出結果
System.out.println("user原對象= " + user1);
System.out.println("user拷貝對象= " + user2);
}
}
輸出結果：
user原對象= {"name":"一燈架構","job":{"content":"開發(fā)"}}
user拷貝對象= {"name":"張三","job":{"content":"測試"}}從結果中可以看出，user拷貝對象修改了name屬性和Job對象中內容，都沒有影響到原對象，實現(xiàn)了深拷貝。
通過實現(xiàn)Cloneable接口的方式來實現(xiàn)深拷貝，是Java中最常見的實現(xiàn)方式。
缺點是： 比較麻煩，需要所有實體類都實現(xiàn)Cloneable接口，并重寫clone方法。如果實體類中新增了一個引用對象類型的屬性，還需要添加到clone方法中。如果繼任者忘了修改clone方法，相當于挖了一個坑。
3.2 使用JSON字符串轉換
實現(xiàn)方式就是：
- 先把user對象轉換成json字符串
- 再把json字符串轉換成user對象
這是個偏方，但是偏方治大病，使用起來非常方便，一行代碼即可實現(xiàn)。
下面使用fastjson實現(xiàn)，使用Gson、Jackson也是一樣的：
import com.alibaba.fastjson.JSON;
/**
* @author 一燈架構
* @apiNote Java深拷貝示例
**/
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
// 1. 創(chuàng)建用戶對象，{"name":"一燈架構","job":{"content":"開發(fā)"}}
User user1 = new User();
user1.setName("一燈架構");
Job job1 = new Job();
job1.setContent("開發(fā)");
user1.setJob(job1);
//// 2. 拷貝用戶對象，name修改為"張三"，工作內容修改"測試"
User user2 = JSON.parseObject(JSON.toJSONString(user1), User.class);
user2.setName("張三");
Job job2 = user2.getJob();
job2.setContent("測試");
// 3. 輸出結果
System.out.println("user原對象= " + JSON.toJSONString(user1));
System.out.println("user拷貝對象= " + JSON.toJSONString(user2));
}
}
輸出結果：
user原對象= {"name":"一燈架構","job":{"content":"開發(fā)"}}
user拷貝對象= {"name":"張三","job":{"content":"測試"}}從結果中可以看出，user拷貝對象修改了name屬性和Job對象中內容，并沒有影響到原對象，實現(xiàn)了深拷貝。
3.3 集合實現(xiàn)深拷貝
再說一下Java集合怎么實現(xiàn)深拷貝？
其實非常簡單，只需要初始化新對象的時候，把原對象傳入到新對象的構造方法中即可。
以最常用的ArrayList為例：
/**
* @author 一燈架構
* @apiNote Java深拷貝示例
**/
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
// 1. 創(chuàng)建原對象
List<User> userList = new ArrayList<>();
// 2. 創(chuàng)建深拷貝對象
List<User> userCopyList = new ArrayList<>(userList);
}
}
