java对象---深/浅拷贝

继原型模式的续,本文分享的是浅拷贝和深拷贝

深入了解浅拷贝与深拷贝

在学习深拷贝和浅拷贝之前,咱们先来一个例子;

import java.util.ArrayList;

public class MyBaby implements Cloneable {
   /**
    * 私有变量
    */
   private ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

   @Override
   protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
       MyBaby myBaby = null;
       try {
           myBaby = (MyBaby) super.clone();
      } catch (CloneNotSupportedException ex) {
           ex.printStackTrace();
      }
       return myBaby;
  }

   /**
    * 给List设置
    *
    * @param value 值
    */
   public void setValue(String value) {
       this.list.add(value);
  }

   /**
    * 获取list
    *
    * @return list
    */
   public ArrayList<String> getValue() {
       return this.list;
  }
}

在MyBaby类中有一个私有变量list,类似为List,然后咱们使用setValue对其进行设值,使用getValue进行取值。接下来咱们来看看他是如何拷贝的。

public class TestMyBaby {
   public static void main(String[] args) {
       MyBaby baby = new MyBaby();
       baby.setValue("Java后端技术栈");
       try {
           MyBaby myBabyClone = (MyBaby) baby.clone();
           myBabyClone.setValue("咖啡");
           
           System.out.println(baby.getValue());
      } catch (CloneNotSupportedException e) {
           e.printStackTrace();
      }
  }
}

猜想运行结果会是神马?

[Java后端技术栈, 咖啡]

怎么会这样呢?怎么会有“咖啡”呢?

是因为Java给我们做了一个偷懒性的拷贝动作,Object类原本就提供一个方法clone用来拷贝对象,因为其对象内部的数组、引用对象等都不拷贝,还是指向了原生对象的内部元素地址,这种拷贝就叫做浅拷贝

浅拷贝

上面这个拷贝也太浅了吧,两个对象引用都boby、myBaby共享一个私有变量list,都可以对list进行改变,是一种非常不安全的方式。

再看一个例子;

public class Person implements Cloneable {

   private int age;
   private String name;

   public int getAge() {
       return age;
  }

   public void setAge(int age) {
       this.age = age;
  }

   public String getName() {
       return name;
  }

   public void setName(String name) {
       this.name = name;
  }

   @Override
   protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
       Person person=null;
       try{
           person=(Person)super.clone();
      }catch (CloneNotSupportedException ex){
           ex.printStackTrace();
      }
       return person;
  }
}

来写一个测试类,对其clone方法进行测试:

public class TestPerson {
   public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
       Person person = new Person();
       person.setAge(22);
       person.setName("Java后端技术栈");
       //克隆一个对象
       Person clone = (Person) person.clone();
       //对person的age重新赋值为25
       person.setAge(25);
       //对person的age重新赋值为25
       person.setName("咖啡");
       System.out.print(clone.getAge()+","+clone.getName());
  }
}

运行后将输出什么呢?先猜想一下。

具体运行结果如下:

22,Java后端技术栈

是不是觉得很神奇呢?为什么没有变化呢?

原始数据类型会被拷贝,如果从原始数据类型考虑,因为age是int类型,int是原始数据类型,所以上述场景没变,那也就无话可说,但是String并不是原始数据类型,那又是为什么呢?因为String是一个特殊类型,因为这种场景下Java希望String也看成原始类型。所以String并没有clone方法。

String aa="aa";
aa.clone();

String定义

public final class String
   implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence {
   //...省略其他
}

这段代码编译通不过,提示无法访问,为什么呢?请看Object源码中对clone方法的定义

 protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException;

String处理机制比较特殊,通过字符串池在需要的时候再内存中创建新的字符串,以后大家就在使用(clone)的时候就直接把String当做原始数据类型就行了。

深拷贝

浅拷贝是有风险的,那么如何才能深拷贝呢?我们对前面的Mybaby程序进行修改一下就成了深拷贝了;

import java.util.ArrayList;

/**
* @author tianweichang
* @date 2019/7/13
*/
public class MyBaby implements Cloneable {
   /**
    * 私有变量
    */
   private ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

   @SuppressWarnings("unchecked")
   @Override
   protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
       MyBaby myBaby = null;
       try {
           myBaby = (MyBaby) super.clone();
           //增加了一个list.clone();
           this.list = (ArrayList<String>) this.list.clone();
      } catch (CloneNotSupportedException ex) {
           ex.printStackTrace();
      }
       return myBaby;
  }

   /**
    * 给List设置
    *
    * @param value 值
    */
   public void setValue(String value) {
       this.list.add(value);
  }

   /**
    * 获取list
    *
    * @return list
    */
   public ArrayList<String> getValue() {
       return this.list;
  }
}

再次运行TestMyBaby,结果:

[Java后端技术栈]

改短代码就实现了完全的拷贝,两个对象引用指向的就不再是同一个地址了。相互之间没有什么关系了,你修改你的,我修改我的,完全不会有什么安全问题。这就是深拷贝

深拷贝还有一种实现方式:通过写自己的二进制流来操作对象,然后实现对象的深拷贝。

建议

深拷贝和浅拷贝不要混合使用,特别是在涉及到类的继承时候,父类中有多个引用的情况下就会非常复杂,建议方案是深拷贝和浅拷贝分开实现。

clone与final两个冤家

对象的clone与对象内的final关键字是有冲突,前者是要重新赋值,后者是赋值了就不能变了。

咱们继续帮上忙的代码进行改造:

public class MyBaby implements Cloneable {
   /**
    * 私有变量
    */
   private final ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

   @SuppressWarnings("unchecked")
   @Override
   protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
       MyBaby myBaby = null;
       try {
           myBaby = (MyBaby) super.clone();
           //下面的this.list编译通不过,提示不能给final修饰的变量重新赋值
           this.list = (ArrayList<String>) this.list.clone();
      } catch (CloneNotSupportedException ex) {
           ex.printStackTrace();
      }
       return myBaby;
  }

   /**
    * 给List设置
    *
    * @param value 值
    */
   public void setValue(String value) {
       this.list.add(value);
  }

   /**
    * 获取list
    *
    * @return list
    */
   public ArrayList<String> getValue() {
       return this.list;
  }
}

所以请注意,要使用clone方法的时候,类的成员变量上不要加final修饰

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