Java clone克隆对象之深浅拷贝讲解和示例

Java clone深浅拷贝

对象的clone方法是一个native本地方法，由jvm底层实现，效率高。要想调用对象的clone方法必须实现Cloneable接口，且父类也必须实现，一直向上传递到Object.clone本地方法。

浅拷贝

Object自带了一个protected Object clone()方法,但是我们直接去调用的时候发现是调用不了的，我们需要实现Cloneable接口并调用父类的clone()方法，我建立了一个Animal类进行测试，分别声明了一个基本数据类型的和一个引用类型的成员变量。

 class Animal implements Cloneable{
    //基本数据类型
    String name;
    //引用类型
    StringBuilder desc = new StringBuilder();

    /**
     * 浅拷贝（基本数据类型成功（常量），对象是引用拷贝）
     * @return
     * @throws CloneNotSupportedException
     */
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        return super.clone();
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Animal{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", desc=" + desc +
                '}';
    }
}

我们调用clone()方法并进行修改测试

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        Animal animal = new Animal();
        animal.name = "test animal";
        animal.desc.append("test desc");
        System.out.println(animal);
        Animal cloneObject = null;
        try {
            cloneObject = (Animal) animal.clone();
            System.out.println(cloneObject);
        }catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        //modify content
        animal.name += " modified";
        animal.desc.append(" modified");
        System.out.println("modified data bellow");
        System.out.println(animal);
        System.out.println(cloneObject);
    }
}

我们可以发现，复制过后，我们修改原始对象，复制出的对象的基本数据类型name是没有改变值的，而引用类型的desc内容跟随着变化了，因为是引用的同一个对象。

深拷贝

由于clone()这个本地方法是浅拷贝的，如果需要进行深拷贝，需要我们进行重写并手动对引用类型的变量进行拷贝(如果这个对象是我们自己写的，那就对这个对象的类也实现clone接口，直接调用这个独享的clone进行复制，不再手动复制，一些系统提供的且没有实现Cloneable接口的我们就手动new复制)。

class Animal implements Cloneable{
    //基本数据类型
    String name;
    //引用类型
    StringBuilder desc = new StringBuilder();

    /**
     * 深拷贝（基本数据类型成功（常量），对象拷贝手动进行）
     * @return
     * @throws CloneNotSupportedException
     */
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Animal animal = (Animal) super.clone();
        //对引用类型的对象手动拷贝
        animal.desc = new StringBuilder(animal.desc.toString());
        return animal;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Animal{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", desc=" + desc +
                '}';
    }
}

我们测试一下

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        Animal animal = new Animal();
        animal.name = "test animal";
        animal.desc.append("test desc");
        System.out.println(animal);
        Animal cloneObject = null;
        try {
            cloneObject = (Animal) animal.clone();
            System.out.println(cloneObject);
        }catch (CloneNotSupportedException e){
            e.printStackTrace();
        }
        //modify content
        animal.name += " modified";
        animal.desc.append(" modified");
        System.out.println("modified data bellow");
        System.out.println(animal);
        System.out.println(cloneObject);
    }

}

对象流实现深拷贝

对于一些复杂的对象我们直接使用对象流来实现深拷贝

import java.io.*;
class Animal implements Cloneable,Serializable{
    //基本数据类型
    String name;
    //引用类型
    StringBuilder desc = new StringBuilder();

    /**
     * 深拷贝（基本数据类型成功（常量），对象拷贝手动进行）
     * @return
     * @throws CloneNotSupportedException
     */
    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        try {
            ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
            ObjectOutputStream outputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);
            outputStream.writeObject(this);
            ObjectInputStream inputStream = new ObjectInputStream(new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray()));
            return inputStream.readObject();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Animal{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", desc=" + desc +
                '}';
    }
}

测试

public class Test {
    public static void main(String[] args){
        Animal animal = new Animal();
        animal.name = "test animal";
        animal.desc.append("test desc");
        System.out.println(animal);
        Animal cloneObject = null;
        try {
            cloneObject = (Animal) animal.clone();
            System.out.println(cloneObject);
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        //modify content
        animal.name += " modified";
        animal.desc.append(" modified");
        System.out.println("modified data bellow");
        System.out.println(animal);
        System.out.println(cloneObject);
    }

}