Java 浅拷贝和深拷贝

1.前言

之前的博文 Java 返回可变引用对象的相关问题中，对于可变变量，有使用 clone()方法，防止破坏封装，还没有较深入的介绍克隆方法，这篇博文将进一步介绍。

2.clone()方法

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException

创建并返回此对象的副本。 “复制”的确切含义可能取决于对象的类别。 一般意图是，对于任何对象x ，表达式为： x.clone() != x

按照惯例，返回的对象应该通过调用super.clone获得。 如果一个类及其所有超类（除了Object ）遵守这个约定，那将是x.clone().getClass() == x.getClass()的情况。

通常，这意味着复制包含被克隆对象的内部“深层结构”的任何可变对象，并使用对副本的引用替换对这些对象的引用。 如果一个类只包含原始字段或对不可变对象的引用，那么通常情况下不需要修改super.clone返回的对象中的任何字段。

类Object的方法clone执行特定的克隆操作。 首先，如果此对象的类未实现接口Cloneable ，则抛出CloneNotSupportedException 。 请注意，所有数组都被视为实现接口Cloneable并且数组类型T[]的clone方法的返回类型是T[] ，其中T是任何引用或基本类型。 否则，此方法创建此对象的类的新实例，并使用该对象的相应字段的内容初始化其所有字段，就像通过赋值一样; 这些字段的内容本身不会被克隆。 因此，该方法执行该对象的“浅拷贝”，而不是“深拷贝”操作。

类Object本身不实现接口Cloneable ，因此在类为Object的对象上调用clone方法将导致在运行时抛出异常。

提到一个类中如果包含任何可变对象，并使用对副本的引用替换对这些对象的引用，即引入浅拷贝和深拷贝概念

3.浅拷贝

默认的克隆操作是“ 浅拷贝”，并没有克隆对象中引用的其他对象。

public class Employee implements Cloneable{
    private String name;
    private double salary;
    private Date hireDay;

    public Employee clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Employee) super.clone();
    }
    ...
}

下图显示了使用Object 类的 clone 方法克隆这样一个 Employee 对象会发生什么。可以看到， 默认的克隆操作是“ 浅拷贝”，并没有克隆对象中引用的其他对象。

如果原对象和浅克隆对象共享的子对象是不可变的， 那么这种共享就是安全的。

在这个例子中，hireDay 域是一个 Date , 这是可变的， 所以它也需要克隆。（出如果 hireDay是不可变的 LocalDate 类的一个实例，就无需我们做任何处理了。）

​ 对于每一个类，需要确定：

​ 1 ) 默认的 clone 方法是否满足要求；

​ 2 ) 是否可以在可变的子对象上调用 clone 来修补默认的 clone 方法；

​ 3 ) 是否不该使用 clone 。

​ 实际上第 3 个选项是默认选项。如果选择第 1 项或第 2 项，类必须：

​ 1 ) 实现 Cloneable 接口；

​ 2 ) 重新定义 clone 方法，并指定 public 访问修饰符

4.深拷贝

public class Employee implements Cloneable{
    private String name;
    private double salary;
    private Date hireDay;

    public Employee clone() throws CloneNotSupportedException {
        // call Object.clone()
        Employee cloned = (Employee) super.clone();
        //clone mutable fields
        cloned.hireDay = (Date) hireDay.clone();
        return cloned;
    }
    ...
}

所有的数组类型都有一个 public 的 clone 方法， 而不是 protected。

5.另一种克隆对象的机制

待补充