面试题：深拷贝、浅拷贝、引用拷贝的区别

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作者：小牛呼噜噜 | https://xiaoniuhululu.com
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引用拷贝

引用拷贝: 引用拷贝不会在堆上创建一个新的对象，只 会在栈上生成一个新的引用地址，最终指向依然是堆上的同一个对象。

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//实体类
public class Person{
    public String name;//姓名
    public int height;//身高
    public StringBuilder something;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getHeight() {
        return height;
    }

    public void setHeight(int height) {
        this.height = height;
    }

    public StringBuilder getSomething() {
        return something;
    }

    public void setSomething(StringBuilder something) {
        this.something = something;
    }

    public Person(String name, int height, StringBuilder something) {
        this.name = name;
        this.height = height;
        this.something = something;
    }

}

//测试类
public class copyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("小张", 180, new StringBuilder("今天天气很好"));
        Person p2 = p1;

        System.out.println("对象是否相等："+ (p1 == p2));
        System.out.println("p1 属性值=" + p1.getName()+ ","+ p1.getHeight() + ","+ p1.getSomething());
        System.out.println("p2 属性值=" + p2.getName()+ ","+ p2.getHeight() + ","+ p2.getSomething());


        // change
        p1.name="小王";
        p1.height = 200;
        p1.something.append(",适合出去玩");
        System.out.println("...after p1 change....");

        System.out.println("p1 属性值=" + p1.getName()+ ","+ p1.getHeight() + ","+ p1.getSomething());
        System.out.println("p2 属性值=" + p2.getName()+ ","+ p2.getHeight() + ","+ p2.getSomething());

    }
}

结果：

对象是否相等：true
p1 属性值=小张,180,今天天气很好
p2 属性值=小张,180,今天天气很好
…after p1 change….
p1 属性值=小王,200,今天天气很好,适合出去玩
p2 属性值=小王,200,今天天气很好,适合出去玩

before change:

after change:

我们可以看出 由于2个引用p1,p2 都是指向堆中同一个对象，所以2个对象是相等的，修改了对象p1，会影响到对象p2
需要注意的

  1. name属性，虽然她是引用类型，但她同时也是String类型，不可变，对其修改，JVM会默认在堆上创建新的内存空间，再重新赋值
  2. int weight=180; 是成员变量，存放在堆中，不是所有的基本类型变量 都存放在JVM栈中

注意与这篇文章得区分开来 https://mp.weixin.qq.com/s/6qRspyLAsoBxttGwGtxsAA， int num1 = 10;是基本类型的局部变量，存放在栈中

浅拷贝

浅拷贝 ：浅拷贝会在堆上创建一个新的对象，新对象和原对象不等，但是新对象的属性和老对象相同。
其中：

  • 如果属性是基本类型(int,double,long,boolean等)，拷贝的就是基本类型的值。
  • 如果属性是引用类型(除了基本类型都是引用类型)，拷贝的就是引⽤数据类型变量的地址值，⽽对于引⽤类型变量指向的堆中的对象不会拷贝。

如何实现浅拷贝呢？也很简单，就是在需要拷贝的类上实现Cloneable接口并重写其clone()方法。

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

在使用的时候直接调用类的clone()方法即可

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//实体类 继承Cloneable
public class Person implements Cloneable{
    public String name;//姓名
    public int height;//身高
    public StringBuilder something;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getHeight() {
        return height;
    }

    public void setHeight(int height) {
        this.height = height;
    }

    public StringBuilder getSomething() {
        return something;
    }

    public void setSomething(StringBuilder something) {
        this.something = something;
    }

    public Person(String name, int height, StringBuilder something) {
        this.name = name;
        this.height = height;
        this.something = something;
    }



    @Override
    public Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Person) super.clone();
    }

}

//测试类
public class shallowCopyTest {

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Person p1 = new Person("小张", 180, new StringBuilder("今天天气很好"));
        Person p2 = p1.clone();

        System.out.println("对象是否相等："+ (p1 == p2));
        System.out.println("p1 属性值=" + p1.getName()+ ","+ p1.getHeight() + ","+ p1.getSomething());
        System.out.println("p2 属性值=" + p2.getName()+ ","+ p2.getHeight() + ","+ p2.getSomething());


        // change
        p1.setName("小王");
        p1.setHeight(200);
        p1.getSomething().append(",适合出去玩");
        System.out.println("...after p1 change....");

        System.out.println("p1 属性值=" + p1.getName()+ ","+ p1.getHeight() + ","+ p1.getSomething());
        System.out.println("p2 属性值=" + p2.getName()+ ","+ p2.getHeight() + ","+ p2.getSomething());

    }
}

结果：

对象是否相等：false
p1 属性值=小张,180,今天天气很好
p2 属性值=小张,180,今天天气很好
…after p1 change….
p1 属性值=小王,200,今天天气很好,适合出去玩
p2 属性值=小张,180,今天天气很好,适合出去玩

before change:

after change:

我们可以看出：

  1. 当我们修改对象p1的weight属性时，由于p2的height属性 是直接复制修改前的p1的height属性，所以还是180。
  2. 当我们修改对象p1的name属性 时，String name指向一个新的内存空间，但对象p2的name还是指向旧的内存空间，所以对象p2的name属性还是”小张”。
  3. 由于对象p1的something属性和对象p2的something属性指向是同一个内存空间，当我们修改对象p1的something属性，会影响到对象p2的something属性，所以对象p2的something属性变为”今天天气很好,适合出去玩”。

深拷贝

深拷贝 ：完全拷贝⼀个对象，在堆上创建一个新的对象，拷贝被拷贝对象的成员变量的值，同时堆中的对象也会拷贝。
需要重写clone方法

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@Override
public Person clone() throws CloneNotSupportedException {
    //return (Person) super.clone();
    Person person = (Person) super.clone();
    person.setSomething( new StringBuilder(person.getSomething()));//单独为引用类型clone
    return person;
}

shallowCopyTest测试类的结果：

对象是否相等：false
p1 属性值=小张,180,今天天气很好
p2 属性值=小张,180,今天天气很好
…after p1 change….
p1 属性值=小王,200,今天天气很好,适合出去玩
p2 属性值=小张,180,今天天气很好

这时候对象p1和对象p2互不干扰了

before change:

after change:

但这样也有个小问题，对象每有一个引用类型，我们都得重写其clone方法，这样会非常麻烦，因此我们还可以借助序列化来实现对象的深拷贝

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//实体类 继承Cloneable
public class Person implements Serializable{
    public String name;//姓名
    public int height;//身高
    public StringBuilder something;

...//省略 getter setter


    public Object deepClone() throws Exception{
        // 序列化
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
    
        oos.writeObject(this);
    
        // 反序列化
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
    
        return ois.readObject();
    }

}

//测试类，这边类名笔者就不换了，在之前的基础上改改
public class shallowCopyTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Person p1 = new Person("小张", 180, new StringBuilder("今天天气很好"));
        Person p2 = (Person)p1.deepClone();

        System.out.println("对象是否相等："+ (p1 == p2));
        System.out.println("p1 属性值=" + p1.getName()+ ","+ p1.getHeight() + ","+ p1.getSomething());
        System.out.println("p2 属性值=" + p2.getName()+ ","+ p2.getHeight() + ","+ p2.getSomething());


        // change
        p1.setName("小王");
        p1.setHeight(200);
        p1.getSomething().append(",适合出去玩");
        System.out.println("...after p1 change....");

        System.out.println("p1 属性值=" + p1.getName()+ ","+ p1.getHeight() + ","+ p1.getSomething());
        System.out.println("p2 属性值=" + p2.getName()+ ","+ p2.getHeight() + ","+ p2.getSomething());

    }
}

这样也会得到深拷贝的结果

小结

  1. 引用拷贝: 引用拷贝不会在堆上创建一个新的对象，只 会在栈上生成一个新的引用地址，最终指向依然是堆上的同一个对象。
  2. 浅拷贝 ：浅拷贝会在堆上创建一个新的对象，新对象和原对象不等，但是新对象的属性和老对象相同。

其中：

  • 如果属性是基本类型(int,double,long,boolean等)，拷贝的就是基本类型的值。
  • 如果属性是引用类型(除了基本类型都是引用类型)，拷贝的就是引⽤数据类型变量的地址值，⽽对于引⽤类型变量指向的堆中的对象不会拷贝。
  1. 深拷贝 ：完全拷贝⼀个对象，在堆上创建一个新的对象，拷贝被拷贝对象的成员变量的值，同时堆中的对象也会拷贝。

参考资料：
https://blog.csdn.net/JingLxian/article/details/106337395
https://www.cnblogs.com/hithlb/p/4872373.html
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