理解Java浅克隆和深克隆

克隆概念

Java一切皆对象,克隆就是对对象的克隆;克隆可能听起来有点高级,也可以为对象复制或者对象拷贝。
平时开发中,什么时候需要用到对象复制呢?当你有一个实体类,有很多属性,并且很多属性已经赋了值,这个时候需要对这个对象进行修改操作,但后面还会用到原来的值,这时就需要对象复制。

浅克隆

用代码举个栗子先:

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public static class C implements Cloneable{
String name;

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

@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}

@Test
public void test2() throws CloneNotSupportedException {
C c = new C();
c.name = "Cat";
System.out.println(c + " hashCode: " + c.hashCode());
System.out.println(c.name + " hashCode: " + c.name.hashCode());

C copy = (C) c.clone();
System.out.println(copy + " hashCode: " + copy.hashCode());
System.out.println(copy.name + " hashCode: " + copy.name.hashCode());

c.name = "Dog";
System.out.println(c + " hashCode: " + c.hashCode());
System.out.println(copy + " hashCode: " + copy.hashCode());
}

test2方法是个单元测试方法,运行结果:
C{name='Cat'} hashCode: 458209687
Cat hashCode: 67510
C{name='Cat'} hashCode: 233530418
Cat hashCode: 67510
C{name='Dog'} hashCode: 458209687
C{name='Cat'} hashCode: 233530418

clone()是Object的方法, 子类需要实现Cloneable接口,不实现调用会抛CloneNotSupportedException异常。
首先我定义了一个类C, c有个成员变量name,是String类型的。test2方法里,先创建一个实例c,给实例的name赋值为Cat,接着打印c和c.name的hashCode; 然后用c克隆一个实例赋值给copy, 答应copy和copy.name的hashCode,对比c和copy的hashCode, 发现c和copy的hashCode是不同的,说明它俩指向的是不同的两个实例,在堆内存中是有2块区域。对比c.name和copy.name,发现它俩的hashCode是相同的. 接着吧c.name重新赋值,赋值为Dog,再看打印的log,没有影响到copy的里name属性。

再看另外一个栗子:

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public static class A implements Cloneable{
B b;

@Override
public String toString() {
return "A{" +
"b=" + b +
'}';
}

@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}

public static class B implements Cloneable{
String name;

@Override
public String toString() {
return "B{" +
"name=" + name +
'}';
}
}

@Test
public void test() throws CloneNotSupportedException {
A a = new A();
B b = new B();
b.name = "Cat";
a.b = b;
System.out.println(a + " hashCode: " + a.hashCode());
System.out.println(a.b + " hashCode: " + a.b.hashCode());

A copy = (A) a.clone();
System.out.println(copy + " hashCode: " + copy.hashCode());
System.out.println(copy.b + " hashCode: " + copy.b.hashCode());

b.name = "Dog";
System.out.println(a + " hashCode: " + a.hashCode());
System.out.println(copy + " hashCode: " + copy.hashCode());
}


运行的结果:
A{b=B{name=Cat}} hashCode: 458209687
B{name=Cat} hashCode: 233530418
A{b=B{name=Cat}} hashCode: 683287027
B{name=Cat} hashCode: 233530418
A{b=B{name=Dog}} hashCode: 458209687
A{b=B{name=Dog}} hashCode: 683287027

前一个例子中类C中有个String的成员变量, 而这个例子中类A中有个自定义的类B成员变量, 但你会发现创建A实例, 复制一个A实例后,修改a成员变量b的name为Dog, 看日志copy里b的name也跟着改变啦。还没修改为Dog之前,a和copy的hashCode是不同的,说明它俩指向的是不同的两个实例,在堆内存中是有2块区域;a.b和copy.b的hashCode是相同的,它俩指向堆内存中的同一区域,所以当你修改a.b.name的值, copy.b.name肯定也跟着改变。

Object的clone方法只是浅克隆, 第一个例子中, c.name = “Dog” 等同于c.name = new String(“Dog”),
c.name的引用指向已经发生了改变, 这时c.name和copy.name它俩指向的是不同的两个实例。第二个例子中,a.b和copy.b始终都是同一个引用,
如果改为 B b1 = new B(); a.b = b1; b1.name = “Dog”, 这样子就跟第一个例子相同。

浅克隆,对于被克隆的类中成员变量都是基本数据类型,可以实现了两份数据;被克隆的类中成员变量是对象类型,那么这个成员变量还是原来的引用,修改为新对象的值,旧对象的该对象类型的成员变量还是会变化。

深克隆

深克隆, 被克隆的类中成员变量无论是什么类型, 都可以实现了两份数据;

深克隆主要有两个方式实现:

  • 重写clone方法
  • 序列化与反序列化
重写clone方法

重写clone方法实现深克隆比较麻烦,要对所有是对象类型的成员变量,进行重新创建实例,重新赋值;
如果集合类更麻烦,比如说ArrayList, ArrayList的重写了clone(), 但还是浅克隆, 要实现深克隆需要遍历所有Model,创建实例,重新赋值。

下面代码是对上面浅克隆第二个两字进行了深克隆的实现, 重写类A的clone方法:

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public static class A implements Cloneable{
B b;

@Override
public String toString() {
return "A{" +
"b=" + b +
'}';
}

@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
A a = (A) super.clone();
B b = new B();
b.name = this.b.name;
a.b = b;
return a;
}
}

序列化与反序列化

序列化与反序列化实现深克隆方式很多,你可以将实例转成json的字符串,再将字符串转回实例,相当于复制了一份;你也可以ObjectOutputStream和ObjectInputStream实现; 在安卓上,可以利用Parcelable实现等等。
这种方式相对于重写clone方法实现可能会简单点,但性能上会差很多。

下面就简单利用ObjectOutputStream和ObjectInputStream实现,代码如下:

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static  <T extends Serializable> T copy(T  origin) {
ByteArrayInputStream in = null;
ByteArrayOutputStream pos = null;
T copyList = null;
try {
pos = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(pos);
out.writeObject(origin);
in = new ByteArrayInputStream(pos.toByteArray());
ObjectInputStream oin = new ObjectInputStream(in);
copyList = (T) oin.readObject();
} catch (Exception ignored) {
}finally {
if(in != null){
try {
in.close();
} catch (IOException ignored) {
}
}
if(pos != null){
try {
pos.close();
} catch (IOException ignored) {
}
}
}
return copyList;
}

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