解释Java中的深拷贝和浅拷贝有什么区别？

默语

发布于 2025-05-21 07:12:32

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解释Java中的深拷贝和浅拷贝有什么区别？

摘要

在Java中，拷贝是指将一个对象的值复制到另一个对象的过程。根据拷贝的方式不同，拷贝可以分为深拷贝和浅拷贝两种。两者的区别往往让很多Java初学者感到困惑，本文将详细解释这两种拷贝的定义、区别，并通过代码示例展示如何实现深拷贝和浅拷贝。希望通过本篇文章，你能彻底理解它们的不同之处，并能够在实际编程中灵活应用！😄

引言

在日常的Java开发中，拷贝对象是一个常见的需求。拷贝的方式根据拷贝的深度不同，可以分为深拷贝（Deep Copy）\和\浅拷贝（Shallow Copy）。这些概念特别是在涉及到对象中包含引用类型字段时，会有显著的区别。理解深拷贝和浅拷贝的区别，对于编写健壮的Java代码、避免潜在的bug非常重要。

浅拷贝：拷贝对象时，原对象的引用类型字段（如数组、集合、其他对象等）并不会被复制，而是直接复制其引用。
深拷贝：拷贝对象时，原对象的所有字段，包括引用类型字段，都被递归地复制一份新的对象。

接下来，我们将通过一系列示例来解释这两个概念的具体实现和它们的区别。💡

1. 浅拷贝（Shallow Copy）

1.1 浅拷贝的定义

浅拷贝是指创建一个新对象，然后将原对象的所有基本类型字段和引用类型字段的引用值拷贝到新对象中。这意味着如果对象的字段是引用类型（比如数组、集合、对象等），那么拷贝后的新对象和原对象会共享这些引用字段。这就造成了，如果改变其中一个对象的引用类型字段，那么另一个对象的相同字段也会被改变。

1.2 浅拷贝的实现

在Java中，可以通过clone()方法来实现浅拷贝。Object类的clone()方法会创建一个新的对象，并将当前对象的字段（包括引用类型字段的引用）复制到新对象。

示例：浅拷贝

class Person implements Cloneable {
    String name;
    int age;
    Address address;  // 引用类型字段

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

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

class Address {
    String street;

    Address(String street) {
        this.street = street;
    }
}

public class ShallowCopyExample {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Address address = new Address("123 Main St");
        Person person1 = new Person("Alice", 30, address);
        
        // 浅拷贝
        Person person2 = (Person) person1.clone();

        // 修改person2的地址
        person2.address.street = "456 Another St";

        System.out.println("Person 1 address: " + person1.address.street);  // 输出：456 Another St
        System.out.println("Person 2 address: " + person2.address.street);  // 输出：456 Another St
    }
}

在这个示例中，person2是通过浅拷贝从person1复制过来的。由于address是引用类型，person1和person2共享同一个Address对象。因此，当修改person2的地址时，person1的地址也被改变了。

2. 深拷贝（Deep Copy）

2.1 深拷贝的定义

深拷贝是指在创建新对象时，不仅拷贝对象的基本类型字段，还会递归地复制对象中的引用类型字段，创建出新对象的副本。这样，原对象和新对象就完全独立了，修改一个对象的字段不会影响另一个对象。

2.2 深拷贝的实现

实现深拷贝的一个常见方法是通过clone()方法手动复制引用类型字段，或者使用序列化和反序列化技术来实现深拷贝。

示例：深拷贝

import java.io.*;

class Person implements Cloneable, Serializable {
    String name;
    int age;
    Address address;  // 引用类型字段

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

    // 深拷贝方法
    public Person deepClone() throws IOException, ClassNotFoundException {
        // 使用序列化实现深拷贝
        ByteArrayOutputStream byteOut = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(byteOut);
        out.writeObject(this);  // 将对象序列化到字节流
        ByteArrayInputStream byteIn = new ByteArrayInputStream(byteOut.toByteArray());
        ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(byteIn);
        return (Person) in.readObject();  // 反序列化创建新对象
    }
}

class Address implements Serializable {
    String street;

    Address(String street) {
        this.street = street;
    }
}

public class DeepCopyExample {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
        Address address = new Address("123 Main St");
        Person person1 = new Person("Alice", 30, address);
        
        // 深拷贝
        Person person2 = person1.deepClone();

        // 修改person2的地址
        person2.address.street = "456 Another St";

        System.out.println("Person 1 address: " + person1.address.street);  // 输出：123 Main St
        System.out.println("Person 2 address: " + person2.address.street);  // 输出：456 Another St
    }
}

在这个示例中，deepClone()方法使用序列化和反序列化的方式来实现深拷贝。这样，在person1和person2中，address字段被深拷贝为不同的对象，因此它们不会相互影响。

3. 深拷贝 vs. 浅拷贝

3.1 关键区别

特性	浅拷贝 (Shallow Copy)	深拷贝 (Deep Copy)
对象拷贝	拷贝基本类型字段，引用类型字段拷贝引用	拷贝基本类型字段，引用类型字段拷贝对象
共享对象	共享引用类型字段	不共享引用类型字段
性能	比较快，因为只是拷贝引用	较慢，因为需要递归复制每个对象
使用场景	引用类型字段不需要独立修改时适用	引用类型字段需要独立修改时适用