Java 的深拷贝和浅拷贝

基本知识

Java在运行时的内存使用分两块：栈内存与堆内存。

只就变量而言，栈内存上分配一些基本类型的变量（如int、boolean）与对象的引用，而堆内存分配给真正的对象本身以及数组等，堆内存上的数据由栈内存上的相应变量引用，相当于栈中存储着堆内存中实际对象或数组的标记或别名（实际上是堆内存变量首地址）。

什么是拷贝

将对象复制出一份的行为称为对象的拷贝。

一般来说，拷贝出的对象需要满足以下三点：

• x.clone() != x
• x.clone().getClass() == x.getClass()
• x.clone().equals(x)

首先定义三个类。

PersonalInfo.java

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public class PersonalInfo implements Cloneable { @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } }

Manager.java

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public class Manager implements Cloneable { private PersonalInfo personalInfo; /* 省略 constructor 与 accessors */ @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } }

Department.java

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public class Department implements Cloneable { private int empCount; private Manager manager; /* 省略 constructor 与 accessors */ @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } }

当需要被克隆的对象的类没有实现Cloneable接口而被调用clone方法时，就会抛出CloneNotSupportedException。

再在Main类中编写测试用的断言，本文将面向测试一步一步地实现最终的彻底深拷贝。

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Department dep0 = new Department( 100, new Manager( new PersonalInfo())); Department dep1; // do something here /* 是浅拷贝 */ assert dep0 != dep1; /* 是深拷贝 */ assert dep0.getManager() != dep1.getManager(); /* 是彻底深拷贝 */ assert dep0.getManager().getPersonalInfo() != dep1.getManager().getPersonalInfo();

为了使断言机制工作，我们在运行/调试配置中传入VM参数-enableassertions。

主要有两种约定俗成的形式来实现拷贝，本文选择clone()。

clone方法

Object.class

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// ... protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException; // ...

protected表示该方法只能在本身、本包以及子类中使用。

new关键字

这种方式与重写clone()大同小异，唯一不同的是new关键字直接开辟了新对象，继而只需要完成相应字段的拷贝工作。

传引用

在学习编写Java代码的过程中，最常见的问题就是String的“相等”，以此为思路，首先尝试：

1	dep1 = dep0;

断言失败在assert dep0 != dep1;，说明dep0和dep1根本就是引用了堆上的同一个对象，拷贝也就更无从谈起了。

同一引用

浅拷贝

在没有显式重写Department类的clone方法时，尝试：

1	dep1 = (Department) dep0.clone();

断言失败在assert dep0.getManager() != dep1.getManager();，说明