Map的深浅拷贝的探究

1. 复制map示例

首先看一个例子，当我使用不同方法将一个源map拷贝到另一个map后，改变源map，复制后的map理应不受影响

import java.math.BigDecimal;
import java.util.HashMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;

public class MapTest {

    public static void main(String[] args) {
        Map<String, BigDecimal> detailsmap = new HashMap<String, BigDecimal>();
        Map<String, BigDecimal> detailsmapByEquals = new HashMap<String, BigDecimal>();
        Map<String, BigDecimal> detailsmapByPutAll = new HashMap<String, BigDecimal>();
        Map<String, BigDecimal> detailsmapByIterator = new HashMap<String, BigDecimal>();

        detailsmap.put("key1", new BigDecimal("123.22"));
        detailsmap.put("key2", new BigDecimal("156.2"));
        // 通过“=”的方式复制map对象
        detailsmapByEquals = detailsmap;
        // 通过putAll的方式复制map对象
        detailsmapByPutAll.putAll(detailsmap);
        // 通过iterator的方式复制map对象
        mapCopy(detailsmapByIterator, detailsmap);

        System.out.println("detailsmap 的内容为：" + detailsmap);
        detailsmap.remove("key2");
        System.out.println("移除key2的 detailsmap 的内容为：" + detailsmap);

        System.out.println("通过  “=” 复制的map当前值为：" + detailsmapByEquals);
        System.out.println("通过  “putAll方法” 复制的map当前值为：" + detailsmapByPutAll);
        System.out.println("通过  “iterator方法” 复制的map当前值为：" + detailsmapByIterator);

    }

    public static void mapCopy(Map detailsmapByIterator, Map detailsmap) {
        // 将detailsmap内容拷贝到detailsmapByIterator
        if (detailsmapByIterator == null) {
            detailsmapByIterator = new HashMap();
        }
        
        if(detailsmap == null){
            return;
        }
        
        Iterator it = detailsmap.entrySet().iterator();
        while(it.hasNext()){
            Map.Entry entry = (Entry) it.next();
            Object key = entry.getKey();
            detailsmapByIterator.put(key, detailsmap.get(key) != null?detailsmap.get(key):"");
        }
    }

}

查看输出：

可以看到通过“=”复制的map内容随源map的改变而改变，而通过putAll方法和Iterator复制的map则不受源map改变的影响。

2. Map的两种拷贝类型

Map的拷贝分为两种情况：

• 浅拷贝：只拷贝对象的引用，两个引用仍然指向同一个对象，在内存中占用同一块内存。被拷贝对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用仍然指向原来的对象。即浅拷贝仅仅拷贝对象的引用，而不拷贝它所引用的对象。
• 深拷贝：被拷贝对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，除去那些引用其他对象的变量。那些引用其他对象的变量将指向被拷贝过的新对象，而不再是原有的那些被引用的对象。即深拷贝把要拷贝的对象所引用的对象都拷贝了一遍。

如示例中的三种拷贝方法：针对map中的数据为统一的、简单的基本数据类型，当拷贝的数据通过“=”复制map的方法为浅拷贝，putAll方法为深拷贝，iterator遍历添加的方式为深拷贝。

3. putAll方法并非深拷贝

两种深拷贝方法，iterator遍历添加的方式，由于是重新创建了一个对象，且遍历添加源Map的元素，因此在内存中另开辟了一块内存，毋庸置疑是深拷贝；而对于putAll方法参考其源码：

    /**
     * Copies all of the mappings from the specified map to this map.
     * These mappings will replace any mappings that this map had for
     * any of the keys currently in the specified map.
     *
     * @param m mappings to be stored in this map
     * @throws NullPointerException if the specified map is null
     */
    public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
        int numKeysToBeAdded = m.size();
        if (numKeysToBeAdded == 0)
            return;

        /*
         * Expand the map if the map if the number of mappings to be added
         * is greater than or equal to threshold.  This is conservative; the
         * obvious condition is (m.size() + size) >= threshold, but this
         * condition could result in a map with twice the appropriate capacity,
         * if the keys to be added overlap with the keys already in this map.
         * By using the conservative calculation, we subject ourself
         * to at most one extra resize.
         */
        if (numKeysToBeAdded > threshold) {
            int targetCapacity = (int)(numKeysToBeAdded / loadFactor + 1);
            if (targetCapacity > MAXIMUM_CAPACITY)
                targetCapacity = MAXIMUM_CAPACITY;
            int newCapacity = table.length;
            while (newCapacity < targetCapacity)
                newCapacity <<= 1;
            if (newCapacity > table.length)
                resize(newCapacity);
        }

        for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet())
            put(e.getKey(), e.getValue());
    }

通过源码可以看到putAll() 方法的实现仅仅是将源Map的第一层put进Map中，这种方式对于value为基本类型的map复制是实现深拷贝的效果的，但是当value为对象时，是不会奏效的。这里简单使用源Map内嵌Map的方式测试putAll方法，看其是否实现了深层次的复制：

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MapDeepCopy {

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
        Map<String, Object> mapCopy = new HashMap<String, Object>();
        // Map中要嵌套Map
        Map mapInner = new HashMap();
        mapInner.put("num", "100");
        map.put("key1", mapInner);
        map.put("key2", "600");

        // 复制
        mapCopy.putAll(map);
        System.out.println("使用“putAll”方法复制map到mapCopy中，此时mapCopy值为：————"+mapCopy);

        // 更改复制之后的map中内嵌map的内容
        ((Map) mapCopy.get("key1")).put("num", "200");
        System.out.println("更改复制之后的mapCopy内容，更改之后mapCopy值为：————"+mapCopy);
        System.out.println("此时源map map的值为：————"+map);// 源Map也被改变
    }
}

输出如下，说明map和mapCopy中的mapInner元素使用的还是同一块内存：

4. Map深拷贝的实现

有一种方法，是使用序列化的方式来实现对象的深拷贝，但是前提是，对象必须是实现了Serializable接口才可以，Map本身没有实现 Serializable 这个接口，所以这种方式不能序列化Map，也就是不能深拷贝Map。但是HashMap是可以的，因为它实现了 Serializable。下面的方式，基于HashMap来讲，非Map的拷贝。

　　/**
     * @Title: 对象深度克隆---使用序列化进行深拷贝 
     * @Description:  使用序列化的方式来实现对象的深拷贝，但是前提是，对象必须是实现了 Serializable接口才可以，Map本身没有实现
                      Serializable 这个接口，所以这种方式不能序列化Map，也就是不能深拷贝Map。但是HashMap是可以的，因为它
                      实现了Serializable。
     * @param obj
     * @return T
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T extends Serializable> T clone(T obj) {
        T clonedObj = null;
        try {
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
            oos.writeObject(obj);
            oos.close();
            ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(
                    baos.toByteArray());
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
            clonedObj = (T) ois.readObject();
            ois.close();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return clonedObj;
    }

调用

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;

public class MapTest {

    public static void main(String[] args) {    

        List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list.add(100);
        list.add(200);

        HashMap<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();
        // 放基本类型数据
        map.put("basic", 100);
        // 放对象
        map.put("list", list);

        HashMap<String, Object> mapNew = new HashMap<String, Object>();
        mapNew.putAll(map);

        System.out.println("----数据展示-----");
        System.out.println(map);
        System.out.println(mapNew);

        System.out.println("----更改基本类型数据-----");
        map.put("basic", 200);
        System.out.println(map);
        System.out.println(mapNew);

        System.out.println("----更改引用类型数据-----");
        list.add(300);
        System.out.println(map);
        System.out.println(mapNew);

        System.out.println("----使用序列化进行深拷贝-----");
        mapNew = clone(map);
        list.add(400);
        System.out.println(map);
        System.out.println(mapNew);
    }
}

输出如下：

附：

【4. Map深拷贝的实现】转自：https://www.cnblogs.com/cxxjohnson/p/6258742.html