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Java 中的浅拷贝与深拷贝

OSC开源社区 · 公众号 · 程序员 · 2016-11-05 08:28

正文

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英文原文： Shallow vs. Deep Copy in Java

链接： https://dzone.com/articles/java-copy-shallow-vs-deep-in-which-you-will-swim

译者： leoxu

本文来自于我提供的免费的 Java 8 课程，里面会针对深拷贝和浅拷贝的不同之处进行讨论。你可以在这儿 下载到PPT以及PDF文档 。

什么是拷贝?

开始之前，我要先强调一下 Java 中的拷贝是什么。首先，让我们对引用拷贝和对象拷贝进行一下区分。 引用拷贝, 正如它的名称所表述的意思, 就是创建一个指向对象的引用变量的拷贝。 如果我们有一个 Car 对象，而且让 myCar 变量指向这个变量，这时候当我们做引用拷贝，那么现在就会有两个 myCar 变量，但是对象仍然只存在一个。

示例 1

对象拷贝 会创建对象本身的一个副本。因此如果我们再一次服务我们 car 对象，就会创建这个对象本身的一个副本, 同时还会有第二个引用变量指向这个被复制出来的对象。

示例 2

什么是对象?

深拷贝和浅拷贝都是对象拷贝 , 但一个对象实际是什么呢? 当我们谈论到对象时，我们经常会说它就像一粒浑圆的咖啡豆，已经是一个不能够被进一步分解的单位了，但这种说法太过于简化了。

示例 3

比方说我们有一个 Person 对象。这个 Person 对象实际上是由其它的对象组合而成的。如示例 4 所示， Person 对象包含了一个 Name 对象和一个 Address 对象。Name 对象又包含了一个 FirstName 对象和一个 LastName 对象；Address 对象又是由一个 Street 对象以及一个 City 对象组合而成的。那么当我们讨论本文中的这个 Person 时，实际上我是在讨论这些个对象所组成的整个的对象联系网络。

示例 4

那么为什么我会要对这个 Person 对象进行拷贝呢? 对象复制，经常也会被称作克隆，它是在我们想要修改或者移除某个对象，但仍然想要保留原来的那个对象时所要进行的操作。在另外一篇文章中你可以了解到许多拷贝一个对象的不同方法。在本文中我们将特别讲到如何利用拷贝构造器来创建拷贝。

浅拷贝

首先让我们来说说浅拷贝。 对象的浅拷贝会对“主”对象进行拷贝，但不会复制主对象里面的对象。"里面的对象“会在原来的对象和它的副本之间共享。 例如，我们会为一个 Person对象创建第二个 Person 对象, 而两个 Person 会共享相同的 Name 和 Address 对象。

让我们来看看代码示例。在示例 5 中，我们有一个类 Person，类里面包含了一个 Name 和 Address 对象。拷贝构造器会拿到 originalPerson 对象，然后对其应用变量进行复制。

示例 5

浅拷贝的问题就是两个对象并非独立的。 如果你修改了其中一个 Person 对象的 Name 对象，那么这次修改也会影响奥另外一个 Person 对象。

让我们在示例中看看这个问题。假如说我们有一个 Person 对象，然后也会有一个引用变量 monther 来指向它；然后当我们对 mother 进行拷贝时，创建第二个 Person 对象 son。如果在此后的代码中， son 尝试用 moveOut() 来修改他的 Address 对象, 那么 mother 也会跟着他一起搬走!

示例 6

这种现象之所以会发生，是因为 mother 和son 对象共享了相同的 Address 对象，如你在示例 7 中所看到的描述。当我们在一个对象中修改了 Address 对象，那么也就表示两个对象总的 Address 都被修改了。

示例 7

深拷贝

不同于浅拷贝，深拷贝是一个整个独立的对象拷贝。 如果我们对整个 Person对象进行深拷贝，我们会对整个对象的结构都进行拷贝。

示例 8

如你在示例 8 中所见，对一个 Person 的Address对象进行了修改并不会对另外一个对象造成影响。当我们观察示例 9 中的代码，会发现我们不单单对 Person 对象使用了拷贝构造器，同时也会对里面的对象使用拷贝构造器。

示例 9

使用这种深拷贝，我们可以重新尝试示例 6 中的 mother-son 这个用例。现在 son 可以成功的搬走了！

不过，故事到这儿并没有结束。要创建一个真正的深拷贝，就需要我们一直这样拷贝下去，一直覆盖到 Person 对象所有的内部元素, 最后只剩下原始的类型以及“不可变对象（Immutables）”。让我们观察下如下这个 Street 类以获得更好的理解:

示例 10

Street 对象有两个实体变量组成 – String 类型的 name 以及 int 类型的 number。int 类型的 number 是一个原始类型，并非对象。它只是一个简单的值，不能共享, 因此在创建第二个实体变量时，我们可以自动创建一个独立的拷贝。String 是一个不可变对象（Immutable）。简言之，不可变对象也是对象，可一旦创建好了以后就再也不能被修改了。因此，你可以不用为其创建深拷贝就能对其进行共享。

总结

作为总结，我要说说上面在 mother-son 示例中所用到的一些编码技术。只是因为 深拷贝可以让你修改一个对象里面的详细信息 ，比如 Address 对象，这并不意味着你就该这样做。这样做会提高代码的质量, 因为它可以使得 Person 更容易修改 – 不管 Address 类什么时候被修改了，你也都会要修改应用到 Person 类。例如，如果 Address 类型不再包含 Street 对象了，我们就得根据已经对 Address 类做出的修改来对Person 类中的 moveOut() 方法进行修改。

Java 中的浅拷贝与深拷贝

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