Java-深拷贝、浅拷贝

一、深拷贝、浅拷贝
什么是浅拷贝?
简单点说,
对于简单类型来说,深拷贝拷贝的是值,对于引用类型来说,深拷贝是两个对象两个引用,内容一样
浅拷贝拷贝的是地址(两个引用指向同一个对象)
在这里插入图片描述
什么是深拷贝?
在这里插入图片描述
二、数组拷贝
数组拷贝有下面四种方法:
如果数组中的值是基本类型,那么就是浅拷贝
如果数组中放的是引用类型,那么就是深拷贝
(1)for
(2)System.arraycopy(src,0,dest,0,length)
(3) Arrays.copyof(int[] original,int newlength)
(4)array.clone()
//存放基本类型(深拷贝,一个数组中某个值的修改不影响另一个数组中的值)

public class Main4 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr=new int[]{1,2,3};
        show01(arr);
        show02(arr);
        show03(arr);
        show04(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

    }

    private static void show04(int[] arr) {
        int[] newarr=arr.clone();
        newarr[0]=9;
        System.out.println(Arrays.toString(arr));

    }

    private static void show03(int[] arr) {
        int[] newarr= Arrays.copyOf(arr,arr.length);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    private static void show02(int[] arr) {
        int[] newarr=new int[arr.length];
        System.arraycopy(arr,0,newarr,0,arr.length);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));


    }

    //for循环进行复制
    private static void show01(int[] arr) {
        int[] newarr=new int[arr.length];
        for(int i=0;i<arr.length;i++){
            newarr[i]=arr[i];
        }
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

//存放引用类型(浅拷贝,一个数组中某个值改变,拷贝的数组中的对应位置的值也会随之改变,说明拷贝后的对象引用和原对象引用指向了同一个对象)

class Student{
    public String name;
    public int age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
public class Main5 {
    public static void main(String[] args) {
        Student s1=new Student("张三",29);
        Student s2=new Student("李四",30);
        //创建一个数组,把对象放进去
        Student[] students1=new Student[]{s1,s2};
        Student[] students2= Arrays.copyOf(students1,students1.length);
        System.out.println(Arrays.toString(students1));
        students1[0].name="王五";
        System.out.println(Arrays.toString(students1));
        System.out.println(Arrays.toString(students2));
    }
}

在这里插入图片描述
三、那么数组中存放引用类型,如何实现深拷贝呢?
使用Cloneable接口:克隆对象,而不是拷贝地址

class Students implements Cloneable{
    public String name;
    public int age;

    public Students(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    protected Students clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Students)super.clone();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
public class Main6 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Students s1=new Students("张三",29);
        Students s2= s1.clone();
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
        s1.name="王五";
        System.out.println(s1);
        System.out.println(s2);
    }
}

在这里插入图片描述
从运行结果可以看到,改变了s1中name属性的值,但是s2中name属性的值并没有随之改变,因此这样就是深拷贝,拷贝的对象,而不是地址。这个过程就是,在堆中重新开辟了一块空间,将s1中的内容复制过去,将新的地址返回给s2。
在这里插入图片描述

### Java 中数组深拷贝浅拷贝的区别 在Java中,当涉及到对象的复制时,存在两种主要类型的拷贝:浅拷贝深拷贝。 #### 浅拷贝 浅拷贝创建一个新的实例,并将原始对象中的所有字段都复制到新的实例中。对于基本数据类型(如`int`, `float`),这会直接复制其值;但对于引用类型,则只是简单地复制引用地址而不是实际的对象内容[^1]。这意味着如果原对象中有任何引用类型的成员变量,在浅拷贝之后两个对象仍然指向同一个内存位置。因此修改其中一个对象的内容可能会影响到另一个对象的状态。 ```java // 使用for循环实现一维数组的浅拷贝 public static int[] shallowCopy(int[] original) { int[] copy = new int[original.length]; for (int i = 0; i < original.length; ++i) { copy[i] = original[i]; // 只有数值被复制 } return copy; } ``` #### 深拷贝 相比之下,深拷贝不仅复制了对象本身还为其内部所有的可变状态分配了新的存储空间并进行了完整的副本操作。也就是说,对于每一个引用类型的属性都会递归地调用相应的克隆机制来确保得到的是完全独立的新对象而非共享同一份底层资源[^2]。这样做的好处是可以避免由于多个地方持有相同引用而导致意外的行为变化。 ```java import java.util.Arrays; class DeepCopyExample implements Cloneable { private Object[][] data; @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { // 创建一个新数组用于保存深层复制后的结果 Object[][] newData = new Object[data.length][data[0].length]; // 对每一项进行单独处理以完成真正的深度复制 for (int row = 0; row < data.length; ++row) { System.arraycopy(data[row], 0, newData[row], 0, data[row].length); } // 构建返回的新对象并将deep copied的数据赋给它 DeepCopyExample result = (DeepCopyExample) super.clone(); result.data = newData; return result; } // ... getter and setter methods ... } // 调用示例 try { DeepCopyExample example = new DeepCopyExample(); // 初始化example... DeepCopyExample deepCopiedInstance = (DeepCopyExample) example.clone(); } catch(CloneNotSupportedException e){ throw new AssertionError(e); // 不应该发生异常因为实现了Cloneable接口 } ``` 另外一种常见的做法是利用序列化来进行深拷贝: ```java import java.io.*; public class SerializationDeepCopy<T extends Serializable> implements Serializable{ public T deepCopy(T obj) throws IOException, ClassNotFoundException { ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bos); out.writeObject(obj); ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray()); ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(bis); return (T)in.readObject(); } } ``` 这种方法适用于那些可以被序列化的类,并且能够很好地解决复杂结构下的深拷贝问题。
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