深入理解淺拷貝和深拷貝
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0x01：概述
Java中的對(duì)象拷貝 ( Object Copy ) 是指將一個(gè)對(duì)象的所有屬性（成員變量）拷貝到另一個(gè)有著相同類類型的對(duì)象中去。例如，對(duì)象 A 和對(duì)象 B 都屬于類 S，具有屬性 a 和 b。那么對(duì)對(duì)象 A 進(jìn)行拷貝操作賦值給對(duì)象 B 就是：
B.a?=?A.a;??
B.b?=?A.b;
拷貝對(duì)象是很常見的，主要是為了在新的上下文環(huán)境中復(fù)用現(xiàn)有對(duì)象的部分或全部數(shù)據(jù)。Java中的對(duì)象拷貝主要分為
淺拷貝( Shallow Copy )
深拷貝( Deep Copy )
Java中的數(shù)據(jù)類型分為基本數(shù)據(jù)類型和引用數(shù)據(jù)類型。對(duì)于這兩種數(shù)據(jù)類型，在進(jìn)行賦值操作、用作方法參數(shù)或返回值時(shí)，會(huì)有值傳遞和引用（地址）傳遞的差別。
淺拷貝（Shallow Copy）
對(duì)于數(shù)據(jù)類型是基本數(shù)據(jù)類型的成員變量，淺拷貝會(huì)直接進(jìn)行值傳遞，也就是將該屬性值復(fù)制一份給新的對(duì)象。因?yàn)槭莾煞莶煌臄?shù)據(jù)，所以對(duì)其中一個(gè)對(duì)象的該成員變量值進(jìn)行修改，不會(huì)影響另一個(gè)對(duì)象拷貝得到的數(shù)據(jù)。
對(duì)于數(shù)據(jù)類型是引用數(shù)據(jù)類型的成員變量，比如說成員變量是某個(gè)數(shù)組、某個(gè)類的對(duì)象等，那么淺拷貝會(huì)進(jìn)行引用傳遞，也就是只是將該成員變量的引用值（內(nèi)存地址）復(fù)制一份給新的對(duì)象。因?yàn)閷?shí)際上兩個(gè)對(duì)象的該成員變量都指向同一個(gè)實(shí)例。在這種情況下，在一個(gè)對(duì)象中修改該成員變量會(huì)影響到另一個(gè)對(duì)象的該成員變量值。
具體模型如下圖所示，可以看到基本數(shù)據(jù)類型的成員變量，對(duì)其值創(chuàng)建了新的拷貝；而引用數(shù)據(jù)類型的成員變量的實(shí)例仍然是只有一份，兩個(gè)對(duì)象的該成員變量都指向同一個(gè)實(shí)例。
0x02：淺拷貝的實(shí)現(xiàn)方式
拷貝構(gòu)造方法實(shí)現(xiàn)淺拷貝
拷貝構(gòu)造方法指的是該類的構(gòu)造方法參數(shù)為該類的對(duì)象。使用拷貝構(gòu)造方法可以很好地完成淺拷貝，直接通過一個(gè)現(xiàn)有的對(duì)象創(chuàng)建出與該對(duì)象屬性相同的新的對(duì)象。
重寫clone()方法進(jìn)行淺拷貝
Object類是類結(jié)構(gòu)的根類，其中有一個(gè)方法
protected?Object?clone()?throws?CloneNotSupportedException
這個(gè)方法就是進(jìn)行的淺拷貝。有了這個(gè)淺拷貝模板，可以通過調(diào)用clone()方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)象的淺拷貝。但是需要注意：
（1）Object類雖然有這個(gè)方法，但是這個(gè)方法是受保護(hù)的（被protected修飾），所以無法直接使用。
（2）使用clone方法的類必須實(shí)現(xiàn)Cloneable接口，否則會(huì)拋出異常CloneNotSupportedException。
對(duì)于這兩點(diǎn)，我們的解決方法是：在要使用clone方法的類中重寫clone()方法，通過super.clone()調(diào)用Object類中的原clone方法。
0x03：深拷貝的實(shí)現(xiàn)方式
首先介紹對(duì)象圖的概念。設(shè)想一下，一個(gè)類有一個(gè)對(duì)象，其成員變量中又有一個(gè)對(duì)象，該對(duì)象指向另一個(gè)對(duì)象，另一個(gè)對(duì)象又指向另一個(gè)對(duì)象，直到一個(gè)確定的實(shí)例。這就形成了對(duì)象圖。那么對(duì)于深拷貝來說，不僅要復(fù)制對(duì)象的所有基本數(shù)據(jù)類型的成員變量值，還要為所有引用數(shù)據(jù)類型的成員變量申請(qǐng)存儲(chǔ)空間，并復(fù)制每個(gè)引用數(shù)據(jù)類型成員變量所引用的對(duì)象，直到該對(duì)象可達(dá)的所有對(duì)象。也就是說，對(duì)象進(jìn)行深拷貝要對(duì)整個(gè)對(duì)象圖進(jìn)行拷貝。
一句話，深拷貝對(duì)引用數(shù)據(jù)類型的成員變量的對(duì)象圖中所有的對(duì)象都開辟了內(nèi)存空間；而淺拷貝只是傳遞地址指向，新的對(duì)象并沒有對(duì)引用數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建內(nèi)存空間。深拷貝模型如下圖所示，可以看到所有的成員變量都進(jìn)行了復(fù)制。
因?yàn)閯?chuàng)建內(nèi)存空間和拷貝整個(gè)對(duì)象圖，所以深拷貝相比于淺拷貝速度較慢并且花銷較大。
重寫clone方法來實(shí)現(xiàn)深拷貝
與通過重寫clone方法實(shí)現(xiàn)淺拷貝的基本思路一樣，只需要為對(duì)象圖的每一層的每一個(gè)對(duì)象都實(shí)現(xiàn)Cloneable接口并重寫clone方法，最后在最頂層的類的重寫的clone方法中調(diào)用所有的clone方法即可實(shí)現(xiàn)深拷貝。簡單的說只要每一層的每個(gè)對(duì)象都進(jìn)行淺拷貝，就等于實(shí)現(xiàn)了深拷貝。
@Override
public?Object?clone()?{
????//深拷貝
????try?{
????????//?直接調(diào)用父類的clone()方法
????????Student?student?=?(Student)?super.clone();
????????student.引用對(duì)象?=?(引用對(duì)象)?引用對(duì)象.clone();
????????return?student;
????}?catch?(CloneNotSupportedException?e)?{
????????return?null;
????}
}對(duì)象序列化實(shí)現(xiàn)深拷貝
雖然層次調(diào)用clone方法可以實(shí)現(xiàn)深拷貝，但是顯然代碼量實(shí)在太大。特別對(duì)于屬性數(shù)量比較多、層次比較深的類而言，每個(gè)類都要重寫clone方法太過繁瑣。將對(duì)象序列化為字節(jié)序列后，默認(rèn)會(huì)將該對(duì)象的整個(gè)對(duì)象圖進(jìn)行序列化，再通過反序列即可完美地實(shí)現(xiàn)深拷貝。
//將對(duì)象寫入流中
ByteArrayOutputStream?outputStream?=?new?ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream?objectOutputStream?=?new?ObjectOutputStream(outputStream);
objectOutputStream.writeObject(拷貝對(duì)象);
//從流中取出
ByteArrayInputStream?inputStream?=?new?ByteArrayInputStream(outputStream.toByteArray());
ObjectInputStream?objectInputStream?=?new?ObjectInputStream(inputStream);
return?(拷貝對(duì)象)objectInputStream.readObject();
JSON或者XML方式實(shí)現(xiàn)深拷貝
因?yàn)橐粋€(gè)POJO對(duì)象可以通過JSON庫變成一個(gè)json字符串（通過XML庫變成一個(gè)xml字符串），再通過對(duì)應(yīng)的類庫又反序列化成另外一個(gè)完整的對(duì)象。
String?json?=JSON.toJSONString(src);
T?object?=?JSON.parseObject(json,?clazz);推薦閱讀
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