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专栏介绍

💻 实现方式详解

实现浅拷贝

实现深拷贝

💡 如何选择与注意事项

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在Java中，实现对象的拷贝主要分为浅拷贝和深拷贝两种方式，它们的主要区别在于对对象内部引用类型字段的处理方式不同。下面是一个详细的对比表格，帮助你快速理解它们的核心差异。

特性	浅拷贝 (Shallow Copy)	深拷贝 (Deep Copy)
核心区别​	复制对象本身，但对于引用类型字段，只复制其内存地址。	递归地复制对象及其所有引用类型字段指向的实际对象，直到所有依赖对象都被复制。
对象独立性​	拷贝对象与原对象中的引用类型字段仍指向同一对象，修改会相互影响。	拷贝对象与原对象完全独立，互不影响。
性能与开销​	创建速度快，内存开销小。	创建速度相对较慢，内存开销较大。
实现复杂度​	简单。	复杂，需要递归处理所有引用对象。

💻 实现方式详解

实现浅拷贝

在Java中实现浅拷贝，主要依赖于让类实现 Cloneable接口并重写 Object类的 clone()方法。

1. 实现Cloneable接口：这是一个标记接口，用于告知JVM该类支持克隆。

2. 重写clone()方法：在方法内部调用 super.clone()。Object类的 clone()方法本身会实现按位复制，从而创建新对象。

class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Address address; // 引用类型字段

    // ... 构造方法、getter、setter

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        // 调用super.clone()实现浅拷贝
        return super.clone();
    }
}

在上例中，对 Person对象进行浅拷贝后，新 Person对象的 address字段和原对象指向的是同一个 Address对象。

实现深拷贝

实现深拷贝需要确保所有引用类型字段也被独立复制。以下是几种常见方法：

1. 通过 clone()方法递归实现

   这是最直接的方式，但要求所有包含的引用类型字段对应的类也必须正确实现 Cloneable接口和 clone()方法。

   class Address implements Cloneable {
       private String city;
       // ... 构造方法、getter、setter
       @Override
       protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
           return super.clone(); // Address类自身的浅拷贝即可
       }
   }
   
   class Person implements Cloneable {
       private String name;
       private Address address;
   
       // ... 构造方法、getter、setter
       @Override
       protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
           Person cloned = (Person) super.clone();
           // 关键步骤：对address字段也调用其clone方法，进行深拷贝
           cloned.address = (Address) this.address.clone();
           return cloned;
       }
   }

2. 通过序列化实现

   如果对象图（所有相关联的对象）都实现了 java.io.Serializable接口，可以利用序列化机制轻松实现深拷贝。这种方式无需手动处理复杂的嵌套关系。

   import java.io.*;
   
   public class SerializationUtils {
       public static <T extends Serializable> T deepCopy(T obj) throws Exception {
           // 将对象写入字节流
           ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
           ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
           oos.writeObject(obj);
           oos.close();
   
           // 从字节流中读回新对象
           ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
           ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
           return (T) ois.readObject();
       }
   }
   
   // 使用：确保Person和Address都实现了Serializable接口
   Person original = new Person("Alice", new Address("Beijing"));
   Person deepCopy = SerializationUtils.deepCopy(original);

   这种方法的优点是简单，但性能较低，且所有涉及的对象都必须可序列化。

3. 通过复制构造方法或工厂方法

   你也可以通过编写自定义的代码来逐一复制字段，例如为类添加一个接受自身类型参数的构造方法（复制构造方法）。

   class Address {
       private String city;
       public Address(Address other) {
           this.city = other.city; // 对于String等不可变对象，直接赋值是安全的
       }
   }
   
   class Person {
       private String name;
       private Address address;
       public Person(Person other) {
           this.name = other.name;
           this.address = new Address(other.address); // 为address创建新对象
       }
   }

💡 如何选择与注意事项

• 性能与简单性：如果对性能要求高，且对象结构不复杂，优先选择通过 clone()递归实现。如果追求实现简单，且对象图都是可序列化的，序列化是不错的选择。

• 数组的拷贝：Java数组本身实现了 Cloneable接口，但 Arrays.copyOf()和方法 clone()对对象数组进行的是浅拷贝。如需深拷贝对象数组，需要遍历数组并对每个元素实施深拷贝。

• 不可变对象：如果类中包含的引用类型字段是不可变对象（如 String），由于它们无法被修改，使用浅拷贝也是安全的，因为不存在意外修改的风险。

希望这份详细的解释能帮助你彻底理解Java中的深拷贝与浅拷贝。如果你有特定的对象结构需要讨论，我可以提供更具体的实现建议。

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