深拷贝和浅拷贝

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1. 浅拷贝

浅拷贝是按位拷贝对象，它会创建一个新对象，这个对象有着原始对象属性值的一份精确拷贝。如果属性是基本类型，拷贝的就是基本类型的值；如果属性是内存地址（引用类型），拷贝的就是内存地址 ，因此如果其中一个对象改变了这个地址，就会影响到另一个对象。即默认拷贝构造函数只是对对象进行浅拷贝复制(逐个成员依次拷贝)，即只复制对象空间而不复制资源。

浅拷贝的特点：

(1) 对于基本数据类型的成员对象，因为基础数据类型是值传递的，所以是直接将属性值赋值给新的对象。基础类型的拷贝，其中一个对象修改该值，不会影响另外一个。

(2) 对于引用类型，比如数组或者类对象，因为引用类型是引用传递，所以浅拷贝只是把内存地址赋值给了成员变量，它们指向了同一内存空间。改变其中一个，会对另外一个也产生影响。

浅拷贝的实现：

实现对象拷贝的类，需要实现 Cloneable 接口，并覆写 clone() 方法。

public class Subject {
    private String name;
    public Subject(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "[Subject: " + this.hashCode() + ",name:" + name + "]";
    }
}
public class Student implements Cloneable {
    //引用类型
    private Subject subject;
    //基础数据类型
    private String name;
    private int age;
    //getters and setters
    //...
    /**
     *  重写clone()方法
     * @return
     */
    @Override
    public Object clone() {
        //浅拷贝
        try {
            // 直接调用父类的clone()方法
            return super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            return null;
        }
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "[Student: " + this.hashCode() + ",subject:" + subject + ",name:" + name + ",age:" + age + "]";
    }
}
​
public class ShallowCopy {
    public static void main(String[] args) {
        Subject subject = new Subject("yuwen");
        Student studentA = new Student();
        
        studentA.setSubject(subject);
        studentA.setName("Lynn");
        studentA.setAge(20);
        
        Student studentB = (Student) studentA.clone();  //浅拷贝
        studentB.setName("Lily");
        studentB.setAge(18);
        Subject subjectB = studentB.getSubject();
        subjectB.setName("lishi");
        System.out.println("studentA:" + studentA.toString());
        System.out.println("studentB:" + studentB.toString());
    }
}
​
//输出结果
studentA:[Student: 460141958,subject:[Subject: 1163157884,name:lishi],name:Lynn,age:20]
studentB:[Student: 1956725890,subject:[Subject: 1163157884,name:lishi],name:Lily,age:18]

通过浅拷贝，studentA和studentB的对象地址不一样（说明浅拷贝生成了一个新的对象），基本数据类型都不一样。但是引用数据类型是一样的，而且引用的对象Subject是同一个对象，说明浅拷贝中只是复制了对象引用的地址。

2. 对象拷贝

public static void main(String[] args) {
        Subject subject = new Subject("yuwen");
        Student studentA = new Student();
        studentA.setSubject(subject);
        studentA.setName("Lynn");
        studentA.setAge(20);
        Student studentB = studentA;    //对象拷贝
        studentB.setName("Lily");
        studentB.setAge(18);
        Subject subjectB = studentB.getSubject();
        subjectB.setName("lishi");
        System.out.println("studentA:" + studentA.toString());
        System.out.println("studentB:" + studentB.toString());
}

运行结果：

studentA:[Student: 460141958,subject:[Subject: 1163157884,name:lishi],name:Lily,age:18]
studentB:[Student: 460141958,subject:[Subject: 1163157884,name:lishi],name:Lily,age:18]

说明对象拷贝没有生成新的对象，两者的地址是一样的。而浅拷贝生成了一个不一样的对象。

3. 深拷贝

深拷贝，在拷贝引用类型成员变量时，为引用类型的数据成员另辟了一个独立的内存空间，实现真正内容上的拷贝。

深拷贝的特点：

(1) 对于基本数据类型的成员对象，因为基础数据类型是值传递的，所以是直接将属性值赋值给新的对象。基础类型的拷贝，其中一个对象修改该值，不会影响另外一个（和浅拷贝一样）。

(2) 对于引用类型，比如数组或者类对象，深拷贝会新建一个对象空间，然后拷贝里面的内容，所以它们指向了不同的内存空间。改变其中一个，不会对另外一个也产生影响。

(3) 对于有多层对象的，每个对象都需要实现 Cloneable 并重写 clone() 方法，进而实现了对象的串行层层拷贝。

(4) 深拷贝相比于浅拷贝速度较慢并且花销较大。

深拷贝的实现：

对于 Student 的引用类型的成员变量 Subject ，需要实现 Cloneable 并重写 clone() 方法。

public class Subject implements Cloneable {
    private String name;
    public Subject(String name) {
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        //Subject 如果也有引用类型的成员属性，也应该和 Student 类一样实现
        return super.clone();
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "[Subject: " + this.hashCode() + ",name:" + name + "]";
    }
}

在 Student 的 clone() 方法中，需要拿到拷贝自己后产生的新的对象，然后对新的对象的引用类型再调用拷贝操作，实现对引用类型成员变量的深拷贝。

public class Student implements Cloneable {
​
    //引用类型
    private Subject subject;
    //基础数据类型
    private String name;
    private int age;
    
    //getters and setters
    //...
    
    /**
     *  重写clone()方法
     * @return
     */
    @Override
    public Object clone() {
        //深拷贝
        try {
            // 直接调用父类的clone()方法
            Student student = (Student) super.clone();
            student.subject = (Subject) subject.clone();
            return student;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            return null;
        }
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "[Student: " + this.hashCode() + ",subject:" + subject + ",name:" + name + ",age:" + age + "]";
    }
}
​
public class ShallowCopy {
    public static void main(String[] args) {
        Subject subject = new Subject("yuwen");
        Student studentA = new Student();
        studentA.setSubject(subject);
        studentA.setName("Lynn");
        studentA.setAge(20);
        Student studentB = (Student) studentA.clone();
        studentB.setName("Lily");
        studentB.setAge(18);
        Subject subjectB = studentB.getSubject();
        subjectB.setName("lishi");
        System.out.println("studentA:" + studentA.toString());
        System.out.println("studentB:" + studentB.toString());
    }
}

//输出结果
studentA:[Student: 460141958,subject:[Subject: 1163157884,name:yuwen],name:Lynn,age:20]
studentB:[Student: 1956725890,subject:[Subject: 356573597,name:lishi],name:Lily,age:18]

由输出结果可见，深拷贝后，不管是基础数据类型还是引用类型的成员变量，修改其值都不会相互造成影响。