Java对象深克隆与浅克隆的区别与实现方法

在Java编程语言中，克隆是创建一个对象的精确副本的过程。根据副本中对象引用类型成员变量的复制深度不同，可以分为浅克隆（Shallow Clone）和深克隆（Deep Clone）。 浅克隆： 浅克隆是指创建一个新对象，对于原始对象中的基本数据类型成员变量，新对象会创建相应类型的变量并复制值；而对于引用数据类型的成员变量，新对象只是复制引用，即新对象中的引用数据类型成员变量和原始对象指向同一个对象。因此，原始对象和克隆对象共享同一个引用类型的成员变量。如果浅克隆的对象中的引用变量指向的对象发生改变，那么克隆对象也会受到影响。 深克隆： 深克隆与浅克隆的不同之处在于，深克隆会创建原始对象的引用数据类型成员变量的副本，这意味着原始对象和克隆对象拥有完全独立的引用数据类型成员变量。即使原始对象中的引用数据类型的成员变量指向的对象发生变化，也不会影响到克隆对象。深克隆通常通过递归的方式实现，确保所有层级的对象都被正确复制。 实现浅克隆： 在Java中，所有对象都自动继承了Object类，而Object类提供了一个protected方法clone()，用于克隆对象。要使用clone()方法进行浅克隆，需要保证： 1. 被克隆对象的类必须实现Cloneable接口，这是一个标记接口，没有定义任何方法。 2. 覆盖clone()方法，并将访问权限改为public。 3. 在覆盖的clone()方法中调用super.clone()以实现浅克隆。 实现深克隆： 实现深克隆通常需要对所有引用类型成员变量逐个进行递归拷贝，有以下几种常见方式： 1. 重写clone()方法，对于对象中每一个引用类型成员变量，也调用它们的clone()方法。 2. 使用序列化：通过将对象序列化为字节流然后再反序列化来得到一个新的对象副本。 3. 使用第三方库：比如Apache Commons Lang库中的SerializationUtils。 以下是一个简单示例，说明如何实现浅克隆和深克隆： ```java import java.io.Serializable; class ClonableExample implements Cloneable, Serializable { private int number; private ClonableExample reference; public ClonableExample(int number, ClonableExample reference) { this.number = number; this.reference = reference; } // Getter 和 Setter 方法 // 实现浅克隆 @Override protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } // 实现深克隆 public Object deepClone() throws Exception { // 将对象写入流中 ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos); oos.writeObject(this); // 从流中读出来 ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray()); ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais); return ois.readObject(); } } ``` 在这个例子中： - `clone()`方法实现了浅克隆，直接调用了`super.clone()`。 - `deepClone()`方法实现了深克隆，通过序列化技术将对象转换成字节流，然后再从字节流中恢复对象。这个过程确保了对象内部的所有层级都被正确复制，实现了深克隆。 克隆技术在Java编程中有广泛的应用，特别是在需要复制对象状态并独立修改副本的场景下。不过，在实现克隆时需要特别注意对象的引用类型成员变量，以避免潜在的错误和数据共享问题。此外，由于clone()方法属于Object类，因此还可以根据具体业务需求设计更为复杂的克隆策略。