文章目录
  1. 1. Java对象的创建
  2. 2. 复制对象or复制引用
  3. 3. 深拷贝和浅拷贝
  4. 4. 使用序列化实现对象的深拷贝

本文包含的内容:

  • Java对象的创建
  • 复制对象or复制引用
  • 深拷贝和浅拷贝
  • 使用序列化实现对象的深拷贝

Java对象的创建


clone顾名思义就是复制, 在Java语言中, clone方法被对象调用,所以会复制对象。所谓的复制对象,首先要分配一个和源对象同样大小的空间,在这个空间中创建一个新的对象。那么在java语言中,有几种方式可以创建对象呢?
1 使用new操作符创建一个对象。
2 使用clone方法复制一个对象。
那么这两种方式有什么相同和不同呢? new操作符的本意是分配内存。程序执行到new操作符时,

首先去看new操作符后面的类型,因为知道了类型,才能知道要分配多大的内存空间。分配完内存之后,再调用构造函数,填充对象的各个域,这一步叫做对象的初始化,构造方法返回后,一个对象创建完毕,可以把他的引用(地址)发布到外部,在外部就可以使用这个引用操纵这个对象。而clone在第一步是和new相似的, 都是分配内存,调用clone方法时,分配的内存和源对象(即调用clone方法的对象)相同,然后再使用原对象中对应的各个域,填充新对象的域, 填充完成之后,clone方法返回,一个新的相同的对象被创建,同样可以把这个新对象的引用发布到外部。

复制对象or复制引用


在Java中,以下类似的代码非常常见:

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Person p = new Person(23, "zhang");
Person p1 = p;
System.out.println(p);
System.out.println(p1);

当Person p1 = p;执行之后, 是创建了一个新的对象吗? 首先看打印结果:

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com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@2f9ee1ac
com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@2f9ee1ac

可以看出,打印的地址值是相同的,既然地址都是相同的,那么肯定是同一个对象。p和p1只是引用而已,他们都指向了一个相同的对象Person(23, “zhang”) 。 可以把这种现象叫做引用的复制。 上面代码执行完成之后, 内存中的情景如下图所示:
图1
而下面的代码是真真正正的克隆了一个对象。

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Person p = new Person(23, "zhang");  
Person p1 = (Person) p.clone();

System.out.println(p);
System.out.println(p1);

从打印结果可以看出,两个对象的地址是不同的,也就是说创建了新的对象, 而不是把原对象的地址赋给了一个新的引用变量:

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com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@2f9ee1ac
com.pansoft.zhangjg.testclone.Person@67f1fba0

以上代码执行完成后, 内存中的情景如下图所示:
图2

深拷贝和浅拷贝


上面的示例代码中,Person中有两个成员变量,分别是name和age, name是String类型, age是int类型。代码非常简单,如下所示:

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public class Person implements Cloneable{

private int age ;
private String name;

public Person(int age, String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}

public Person() {}

public int getAge() {
return age;
}

public String getName() {
return name;
}

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return (Person)super.clone();
}
}

由于age是基本数据类型, 那么对它的拷贝没有什么疑议,直接将一个4字节的整数值拷贝过来就行。但是name是String类型的, 它只是一个引用, 指向一个真正的String对象,那么对它的拷贝有两种方式: 直接将源对象中的name的引用值拷贝给新对象的name字段, 或者是根据原Person对象中的name指向的字符串对象创建一个新的相同的字符串对象,将这个新字符串对象的引用赋给新拷贝的Person对象的name字段。这两种拷贝方式分别叫做浅拷贝和深拷贝。深拷贝和浅拷贝的原理如下图所示:
图3

下面通过代码进行验证。如果两个Person对象的name的地址值相同, 说明两个对象的name都指向同一个String对象, 也就是浅拷贝, 而如果两个对象的name的地址值不同, 那么就说明指向不同的String对象, 也就是在拷贝Person对象的时候, 同时拷贝了name引用的String对象, 也就是深拷贝。验证代码如下:

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Person p = new Person(23, "zhang");
Person p1 = (Person) p.clone();

String result = p.getName() == p1.getName()
? "clone是浅拷贝的" : "clone是深拷贝的";

System.out.println(result);

打印结果为:

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clone是浅拷贝的

所以,clone方法执行的是浅拷贝, 在编写程序时要注意这个细节。

使用序列化实现对象的深拷贝


如何利用序列化来完成对象的拷贝呢?在内存中通过字节流的拷贝是比较容易实现的。把母对象写入到一个字节流中,再从字节流中将其读出来,这样就可以创建一个新的对象了,并且该新对象与母对象之间并不存在引用共享的问题,真正实现对象的深拷贝。

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public class CloneUtils {
@SuppressWarnings("unchecked")
public static <T extends Serializable> T clone(T obj){
T cloneObj = null;
try {
//写入字节流
ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream obs = new ObjectOutputStream(out);
obs.writeObject(obj);
obs.close();

//分配内存,写入原始对象,生成新对象
ByteArrayInputStream ios = new ByteArrayInputStream(out.toByteArray());
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(ios);
//返回生成的新对象
cloneObj = (T) ois.readObject();
ois.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return cloneObj;
}
}

使用该工具类的对象必须要实现 Serializable 接口,否则是没有办法实现克隆的。

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public class Person implements Serializable{
private static final long serialVersionUID = 2631590509760908280L;

..................
//去除clone()方法

}

public class Email implements Serializable{
private static final long serialVersionUID = 1267293988171991494L;

....................
}

所以使用该工具类的对象只要实现 Serializable 接口就可实现对象的克隆,无须继承 Cloneable 接口实现 clone() 方法。

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public class Client {
public static void main(String[] args) {
//写封邮件
Email email = new Email("请参加会议","请与今天12:30到二会议室参加会议...");

Person person1 = new Person("张三",email);

Person person2 = CloneUtils.clone(person1);
person2.setName("李四");
Person person3 = CloneUtils.clone(person1);
person3.setName("王五");
person1.getEmail().setContent("请与今天12:00到二会议室参加会议...");

System.out.println(person1.getName() + "的邮件内容是:" + person1.getEmail().getContent());
System.out.println(person2.getName() + "的邮件内容是:" + person2.getEmail().getContent());
System.out.println(person3.getName() + "的邮件内容是:" + person3.getEmail().getContent());
}
}

输出为:

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张三的邮件内容是:请与今天12:00到二会议室参加会议...
李四的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议...
王五的邮件内容是:请与今天12:30到二会议室参加会议...

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  1. 1. Java对象的创建
  2. 2. 复制对象or复制引用
  3. 3. 深拷贝和浅拷贝
  4. 4. 使用序列化实现对象的深拷贝