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深/浅拷贝

作者头像
田维常
发布2019-07-16 11:29:27
4680
发布2019-07-16 11:29:27
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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;

代码语言:javascript
复制
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。

代码语言:javascript
复制
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?

代码语言:javascript
复制
[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;

代码语言:javascript
复制
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:

代码语言:javascript
复制
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:

代码语言:javascript
复制
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。

代码语言:javascript
复制
String aa="aa";
aa.clone();

String定义

代码语言:javascript
复制
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

代码语言:javascript
复制
  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;

代码语言:javascript
复制
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:

代码语言:javascript
复制
[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:

代码语言:javascript
复制
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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原始发表:2019-07-14,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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