java中的三种拷贝方法

在Java编程中，理解深拷贝（Deep Copy）、浅拷贝（Shallow Copy）和引用拷贝（Reference Copy）是非常重要的。这三种拷贝方式涉及对象复制和内存管理。以下是对它们的详细解释：

1. 引用拷贝（Reference Copy）

引用拷贝是最简单的一种拷贝方式。它只复制对象的引用，而不复制对象本身。换句话说，原始对象和新对象共享同一个内存地址。

Person person1 = new Person("Alice");
Person person2 = person1;  // 引用拷贝person2.setName("Bob");System.out.println(person1.getName()); // 输出 "Bob"
System.out.println(person2.getName()); // 输出 "Bob"

在上述代码中，person1和person2指向同一个对象，所以改变其中一个对象的属性，另一个对象的属性也会被改变。

2. 浅拷贝（Shallow Copy）

浅拷贝会创建一个新对象，但新对象中的成员变量（如果是对象）仍然是原对象的引用。浅拷贝仅复制对象的第一层属性。

可以通过实现Cloneable接口并重写clone方法来实现浅拷贝：

class Address {String city;public Address(String city) {this.city = city;}
}class Person implements Cloneable {String name;Address address;public Person(String name, Address address) {this.name = name;this.address = address;}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();  // 浅拷贝}
}public class Main {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Address address = new Address("New York");Person person1 = new Person("Alice", address);Person person2 = (Person) person1.clone();person2.name = "Bob";person2.address.city = "Los Angeles";System.out.println(person1.name); // 输出 "Alice"System.out.println(person1.address.city); // 输出 "Los Angeles"System.out.println(person2.name); // 输出 "Bob"System.out.println(person2.address.city); // 输出 "Los Angeles"}
}

在上述代码中，person1和person2拥有不同的name属性，但是共享同一个Address对象。

3. 深拷贝（Deep Copy）

深拷贝不仅创建一个新对象，还会递归地复制所有成员对象。这样，原对象和新对象完全独立，不共享任何引用。

深拷贝可以通过手动实现clone方法来完成，或者使用序列化。

手动实现深拷贝的示例：

class Address implements Cloneable {String city;public Address(String city) {this.city = city;}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone();}
}class Person implements Cloneable {String name;Address address;public Person(String name, Address address) {this.name = name;this.address = address;}@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Person cloned = (Person) super.clone();cloned.address = (Address) address.clone();  // 深拷贝return cloned;}
}public class Main {public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {Address address = new Address("New York");Person person1 = new Person("Alice", address);Person person2 = (Person) person1.clone();person2.name = "Bob";person2.address.city = "Los Angeles";System.out.println(person1.name); // 输出 "Alice"System.out.println(person1.address.city); // 输出 "New York"System.out.println(person2.name); // 输出 "Bob"System.out.println(person2.address.city); // 输出 "Los Angeles"}
}

在上述代码中，person1和person2的所有属性都是独立的，修改一个对象的属性不会影响另一个对象。
通过序列化和反序列化来实现Java的深拷贝是一种通用且方便的方法。它可以确保对象的完整复制，包括所有嵌套的成员对象。以下是具体的实现步骤：

让类实现Serializable接口：确保需要深拷贝的类和它包含的所有成员类都实现Serializable接口。
使用序列化和反序列化进行深拷贝：将对象写入字节流，然后从字节流中读出对象，从而实现对象的完全复制。

下面是一个具体的例子：

示例代码

import java.io.*;class Address implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;String city;public Address(String city) {this.city = city;}@Overridepublic String toString() {return "Address{city='" + city + "'}";}
}class Person implements Serializable {private static final long serialVersionUID = 1L;String name;Address address;public Person(String name, Address address) {this.name = name;this.address = address;}@Overridepublic String toString() {return "Person{name='" + name + "', address=" + address + "}";}// 深拷贝方法public Person deepCopy() {try {// 序列化ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(this);oos.flush();oos.close();// 反序列化ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);return (Person) ois.readObject();} catch (IOException | ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();return null;}}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Address address = new Address("New York");Person person1 = new Person("Alice", address);Person person2 = person1.deepCopy();person2.name = "Bob";person2.address.city = "Los Angeles";System.out.println("Original: " + person1);  // 原对象System.out.println("Copy: " + person2);  // 深拷贝后的对象}
}

代码解释

实现Serializable接口：Address和Person类都实现了Serializable接口，使它们可以被序列化。
深拷贝方法deepCopy：
- 序列化：使用ObjectOutputStream将对象写入ByteArrayOutputStream。
- 反序列化：使用ObjectInputStream从ByteArrayInputStream中读出对象，生成一个新的对象副本。
测试深拷贝：
- 创建原始对象person1，并通过deepCopy方法生成person2。
- 修改person2的属性，验证原始对象person1不受影响，证明了对象的深拷贝。