Java中的深拷贝和浅拷贝

在Java中，浅拷贝（Shallow Copy）和深拷贝（Deep Copy）是两种不同的对象复制方式。它们在处理对象内部引用类型的属性时表现不同。以下是对这两种拷贝方式的详细解释，并附有相应的代码示例。

 浅拷贝（Shallow Copy）

 定义

浅拷贝会创建一个新对象，但对于对象内部的引用类型属性，仍然复制其引用而不是创建一个新的独立对象。这意味着新对象和原对象共享这些引用类型的属性。

 实现方式

实现Cloneable接口并重写clone()方法。

使用拷贝构造函数。

 示例代码

// 定义一个类，包含引用类型属性
class Address {
    String city;

    public Address(String city) {
        this.city = city;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return city;
    }
}

class Person implements Cloneable {
    String name;
    Address address;

    public Person(String name, Address address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

    // 重写clone方法
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone(); // 浅拷贝
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{name='" + name + "', address=" + address + "}";
    }
}

public class ShallowCopyExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Address addr = new Address("Beijing");
            Person person1 = new Person("Alice", addr);
            Person person2 = (Person) person1.clone();

            System.out.println("Before modification:");
            System.out.println("person1: " + person1);
            System.out.println("person2: " + person2);

            // 修改person2的地址
            person2.address.city = "Shanghai";

            System.out.println("\nAfter modification:");
            System.out.println("person1: " + person1); // person1的地址也被修改
            System.out.println("person2: " + person2);
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果
Before modification:
person1: Person{name='Alice', address=Beijing}
person2: Person{name='Alice', address=Beijing}

After modification:
person1: Person{name='Alice', address=Shanghai}
person2: Person{name='Alice', address=Shanghai}

说明

在上述代码中，person1和person2共享同一个Address对象。当person2的address.city被修改时，person1的address.city也随之改变，这就是浅拷贝的特性。

 深拷贝（Deep Copy）

 定义

深拷贝会创建一个新对象，并且递归地复制对象内部的所有引用类型属性，使得新对象与原对象完全独立。

 实现方式

 实现Cloneable接口并重写clone()方法，在clone()方法中递归地克隆所有引用类型属性。

 使用拷贝构造函数。

 使用序列化（Serialization）。

 示例代码

// 定义一个类，包含引用类型属性，并实现深拷贝
class Address implements Cloneable {
    String city;

    public Address(String city) {
        this.city = city;
    }

    // 重写clone方法
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return city;
    }
}

class Person implements Cloneable {
    String name;
    Address address;

    public Person(String name, Address address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

    // 重写clone方法，实现深拷贝
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person cloned = (Person) super.clone();
        cloned.address = (Address) address.clone(); // 递归克隆引用类型属性
        return cloned;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{name='" + name + "', address=" + address + "}";
    }
}

public class DeepCopyExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Address addr = new Address("Beijing");
            Person person1 = new Person("Alice", addr);
            Person person2 = (Person) person1.clone();

            System.out.println("Before modification:");
            System.out.println("person1: " + person1);
            System.out.println("person2: " + person2);

            // 修改person2的地址
            person2.address.city = "Shanghai";

            System.out.println("\nAfter modification:");
            System.out.println("person1: " + person1); // person1的地址不会被修改
            System.out.println("person2: " + person2);
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果
Before modification:
person1: Person{name='Alice', address=Beijing}
person2: Person{name='Alice', address=Beijing}

After modification:
person1: Person{name='Alice', address=Beijing}
person2: Person{name='Alice', address=Shanghai}

说明

在上述代码中，person1和person2拥有独立的Address对象。当person2的address.city被修改时，person1的address.city保持不变，这就是深拷贝的特性。

 总结

 浅拷贝适用于对象内部没有引用类型属性，或者可以接受共享引用的情况。

 深拷贝适用于需要完全独立的对象副本，确保原对象和新对象之间没有引用共享的情况。