死磕Java面试系列：深拷贝与浅拷贝的实现原理（深拷贝和浅拷贝实现）

2023-03-23 03:53:24 分类：java 阅读()

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　　 深拷贝与浅拷贝的问题，也是面试中的常客。虽然大家都知道两者表现形式不同点在哪里，但是很少去深究其底层原理，也不知道怎么才能优雅的实现一个深拷贝。其实工作中也常常需要实现深拷贝，今天一灯就带大家一块深入剖析一下深拷贝与浅拷贝的实现原理，并手把手教你怎么优雅的实现深拷贝。

　　
深拷贝与浅拷贝的问题，也是面试中的常客。虽然大家都知道两者表现形式不同点在哪里，但是很少去深究其底层原理，也不知道怎么才能优雅的实现一个深拷贝。其实工作中也常常需要实现深拷贝，今天一灯就带大家一块深入剖析一下深拷贝与浅拷贝的实现原理，并手把手教你怎么优雅的实现深拷贝。

　　1. 什么是深拷贝与浅拷贝

　　浅拷贝： 只拷贝栈内存中的数据，不拷贝堆内存中数据。

　　深拷贝： 既拷贝栈内存中的数据，又拷贝堆内存中的数据。

　　2. 浅拷贝的实现原理

　　由于浅拷贝只拷贝了栈内存中数据，栈内存中存储的都是基本数据类型，堆内存中存储了数组、引用数据类型等。

　　使用代码验证一下：

　　想要实现clone功能，需要实现 Cloneable 接口，并重写 clone 方法。

　　先创建一个用户类

　　

// 用户的实体类，用作验证

 

　　public class User implements Cloneable {

　　 private String name;

　　 // 每个用户都有一个工作

　　 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;

　　
public User clone() throws CloneNotSupportedException {

　　 User user = (User) super.clone();

　　 return user;

　　

 

　　再创建一个工作类

　　

// 工作的实体类，并没有实现Cloneable接口

 

　　public class Job {

　　 private String content;

　　 public String getContent() {

　　 return content;

　　 public void setContent(String content) {

　　 this.content = content;

　　

 

　　测试浅拷贝

　　

/**

 

　　 * @author 一灯架构

　　 * @apiNote Java浅拷贝示例

　　public class Demo {

　　 public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

　　 // 1. 创建用户对象，{"name":"一灯架构","job":{"content":"开发"}}

　　 User user1 = new User();

　　 user1.setName("一灯架构");

　　 Job job1 = new Job();

　　 job1.setContent("开发");

　　 user1.setJob(job1);

　　 // 2. 拷贝用户对象，name修改为"张三"，工作内容修改"测试"

　　 User user2 = user1.clone();

　　 user2.setName("张三");

　　 Job job2 = user2.getJob();

　　 job2.setContent("测试");

　　 // 3. 输出结果

　　 System.out.println("user原对象= " + user1);

　　 System.out.println("user拷贝对象= " + user2);

　　

 

　　输出结果：

　　

user原对象= {"name":"一灯架构","job":{"content":"测试"}}

 

　　user拷贝对象= {"name":"张三","job":{"content":"测试"}}

　　

 

　　从结果中可以看出，对象拷贝把name修改为”张三“，原对象并没有变，name是String类型，是基本数据类型，存储在栈内存中。对象拷贝了一份新的栈内存数据，修改并不会影响原对象。

　　然后对象拷贝把Job中content修改为”测试“，原对象也跟着变了，原因是Job是引用类型，存储在堆内存中。对象拷贝和原对象指向的同一个堆内存的地址，所以修改会影响到原对象。

　　3. 深拷贝的实现原理

　　深拷贝是既拷贝栈内存中的数据，又拷贝堆内存中的数据。

　　实现深拷贝有很多种方法，下面就详细讲解一下，看使用哪种方式更方便快捷。

　　3.1 实现Cloneable接口

　　通过实现Cloneable接口来实现深拷贝是最常见的。

　　想要实现clone功能，需要实现Cloneable接口，并重写clone方法。

　　先创建一个用户类

　　

// 用户的实体类，用作验证

 

　　public class User implements Cloneable {

　　 private String name;

　　 // 每个用户都有一个工作

　　 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;

　　
public User clone() throws CloneNotSupportedException {

　　 User user = (User) super.clone();

　　 // User对象中所有引用类型属性都要执行clone方法

　　 user.setJob(user.getJob().clone());

　　 return user;

　　

 

　　再创建一个工作类

　　

// 工作的实体类，需要实现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();

　　

 

　　测试浅拷贝

　　

/**

 

　　 * @author 一灯架构

　　 * @apiNote Java深拷贝示例

　　public class Demo {

　　 public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

　　 // 1. 创建用户对象，{"name":"一灯架构","job":{"content":"开发"}}

　　 User user1 = new User();

　　 user1.setName("一灯架构");

　　 Job job1 = new Job();

　　 job1.setContent("开发");

　　 user1.setJob(job1);

　　 // 2. 拷贝用户对象，name修改为"张三"，工作内容修改"测试"

　　 User user2 = user1.clone();

　　 user2.setName("张三");

　　 Job job2 = user2.getJob();

　　 job2.setContent("测试");

　　 // 3. 输出结果

　　 System.out.println("user原对象= " + user1);

　　 System.out.println("user拷贝对象= " + user2);

　　

 

　　输出结果：

　　

user原对象= {"name":"一灯架构","job":{"content":"开发"}}

 

　　user拷贝对象= {"name":"张三","job":{"content":"测试"}}

　　

 

　　从结果中可以看出，user拷贝对象修改了name属性和Job对象中内容，都没有影响到原对象，实现了深拷贝。

　　通过实现Cloneable接口的方式来实现深拷贝，是Java中最常见的实现方式。

　　缺点是： 比较麻烦，需要所有实体类都实现Cloneable接口，并重写clone方法。如果实体类中新增了一个引用对象类型的属性，还需要添加到clone方法中。如果继任者忘了修改clone方法，相当于挖了一个坑。

　　3.2 使用JSON字符串转换

　　实现方式就是：

　　先把user对象转换成json字符串

　　再把json字符串转换成user对象

　　这是个偏方，但是偏方治大病，使用起来非常方便，一行代码即可实现。

　　下面使用fastjson实现，使用Gson、Jackson也是一样的：

　　

import com.alibaba.fastjson.JSON;

 

　　
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

　　 // 1. 创建用户对象，{"name":"一灯架构","job":{"content":"开发"}}

　　 User user1 = new User();

　　 user1.setName("一灯架构");

　　 Job job1 = new Job();

　　 job1.setContent("开发");

　　 user1.setJob(job1);

　　 //// 2. 拷贝用户对象，name修改为"张三"，工作内容修改"测试"

　　 User user2 = JSON.parseObject(JSON.toJSONString(user1), User.class);

　　 user2.setName("张三");

　　 Job job2 = user2.getJob();

　　 job2.setContent("测试");

　　 // 3. 输出结果

　　 System.out.println("user原对象= " + JSON.toJSONString(user1));

　　 System.out.println("user拷贝对象= " + JSON.toJSONString(user2));

　　

 

　　输出结果：

　　

user原对象= {"name":"一灯架构","job":{"content":"开发"}}

 

　　user拷贝对象= {"name":"张三","job":{"content":"测试"}}

　　

 

　　从结果中可以看出，user拷贝对象修改了name属性和Job对象中内容，并没有影响到原对象，实现了深拷贝。

　　3.3 集合实现深拷贝

　　再说一下Java集合怎么实现深拷贝？

　　其实非常简单，只需要初始化新对象的时候，把原对象传入到新对象的构造方法中即可。

　　以最常用的ArrayList为例：

　　

/**

 

　　 * @author 一灯架构

　　 * @apiNote Java深拷贝示例

　　public class Demo {

　　 public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {

　　 // 1. 创建原对象

　　 List User userList = new ArrayList ();

　　 // 2. 创建深拷贝对象

　　 List User userCopyList = new ArrayList (userList);

　　

 

　　我是「一灯架构」，如果本文对你有帮助，欢迎各位小伙伴点赞、评论和关注，感谢各位老铁，我们下期见

　　以上就是死磕Java面试系列：深拷贝与浅拷贝的实现原理（深拷贝和浅拷贝实现）的详细内容，想要了解更多 死磕Java面试系列：深拷贝与浅拷贝的实现原理的内容，请持续关注盛行IT软件开发工作室。

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标签： java

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