Java Clone深拷贝与浅拷贝的两种实现方法

来源：jb51　　时间：2018/10/24 9:34:25　　对本文有异议

1.首先，你要知道怎么实现克隆：实现Cloneable接口，在bean里面重写clone()方法，权限为public。
2.其次，你要大概知道什么是地址传递，什么是值传递。
3.最后，你要知道你为什么使用这个clone方法。

先看第一条，简单的克隆代码的实现。这个也就是我们在没了解清楚这个Java的clone的时候，会出现的问题。

看完代码，我再说明这个时候的问题。

先看我要克隆的学生bean的代码：

package com.lxk.model;
/**
 * 学生类：有2个属性：1，基本属性-String-name；2，引用类型-Car-car。
 * <p>
 * Created by lxk on 2017/3/23
 */
public class Student implements Cloneable {
 private String name;
 private Car car;
 public String getName() {
 return name;
 }
 public void setName(String name) {
 this.name = name;
 }
 public Car getCar() {
 return car;
 }
 public void setCar(Car car) {
 this.car = car;
 }
 @Override
 public String toString() {
 return "Student{" +
 "name='" + name + '\'' +
 ", car=" + car +
 '}';
 }
 @Override
 public Student clone() {
 Student student = null;
 try {
 student = (Student) super.clone();
 } catch (CloneNotSupportedException ignored) {
 System.out.println(ignored.getMessage());
 }
 return student;
 }
}

学生内部引用了Car这个bean

package com.lxk.model;
import java.util.List;
public class Car implements Comparable<Car> {
 private String sign;
 private int price;
 private List<Dog> myDog;
 private List<String> boys;
 public Car() {
 }
 public Car(String sign, int price) {
 this.sign = sign;
 this.price = price;
 }
 public Car(String sign, int price, List<Dog> myDog) {
 this.sign = sign;
 this.price = price;
 this.myDog = myDog;
 }
 public Car(String sign, int price, List<Dog> myDog, List<String> boys) {
 this.sign = sign;
 this.price = price;
 this.myDog = myDog;
 this.boys = boys;
 }
 public String getSign() {
 return sign;
 }
 public void setSign(String sign) {
 this.sign = sign;
 }
 public int getPrice() {
 return price;
 }
 public void setPrice(int price) {
 this.price = price;
 }
 public List<Dog> getMyDog() {
 return myDog;
 }
 public void setMyDog(List<Dog> myDog) {
 this.myDog = myDog;
 }
 public List<String> getBoys() {
 return boys;
 }
 public void setBoys(List<String> boys) {
 this.boys = boys;
 }
 @Override
 public int compareTo(Car o) {
 //同理也可以根据sign属性排序，就不举例啦。
 return this.getPrice() - o.getPrice();
 } 
 @Override
 public String toString() {
 return "Car{" +
 "sign='" + sign + '\'' +
 ", price=" + price +
 ", myDog=" + myDog +
 ", boys=" + boys +
 '}';
 }
}

最后就是main测试类

package com.lxk.findBugs;
import com.lxk.model.Car;
import com.lxk.model.Student;
/**
 * 引用传递也就是地址传递需要注意的地方，引起的bug
 * <p>
 * Created by lxk on 2017/3/23
 */
public class Bug2 {
 public static void main(String[] args) {
 Student student1 = new Student();
 Car car = new Car("oooo", 100);
 student1.setCar(car);
 student1.setName("lxk");
 //克隆完之后，student1和student2应该没关系的，修改student1不影响student2的值，但是完之后发现，你修改car的值，student2也受影响啦。
 Student student2 = student1.clone();
 System.out.println("学生2：" + student2);//先输出student2刚刚克隆完之后的值，然后在修改student1的相关引用类型的属性值(car)和基本属性值(name)
 car.setSign("X5");
 student1.setName("xxx");
 System.out.println("学生2：" + student2);//再次输出看修改的结果
 }
}

之后就该是执行的结果图了：

对上面执行结果的疑惑，以及解释说明：

我们可能觉得自己在bean里面实现clone接口，重写了这个clone方法，那么学生2是经由学生1clone，复制出来的，
那么学生1和学生2，应该是毫不相干的，各自是各自，然后，在修改学生1的时候，学生2是不会受影响的。

但是结果，不尽人意。从上图执行结果可以看出来，除了名字，这个属性是没有被学生1影响，关于car的sign属性已经因为学生1的变化而变化，这不是我希望的结果。

可见，这个简单的克隆实现也仅仅是个“浅克隆”，也就是基本类型数据，他是会给你重新复制一份新的，但是引用类型的，他就不会重新复制份新的。引用类型包括，上面的其他bean的引用，list集合，等一些引用类型。

那么怎么实现深克隆呢？

对上述代码稍作修改，如下：
学生bean的clone重写方法如下所示：

 @Override
 public Student clone() {
 Student student = null;
 try {
 student = (Student) super.clone();
 if (car != null) {
 student.setCar(car.clone());
 }
 } catch (CloneNotSupportedException ignored) {
 System.out.println(ignored.getMessage());
 }
 return student;
 }

然后还要Car类实现cloneable接口，复写clone方法：

 @Override
 public Car clone() {
 Car car = null;
 try {
 car = (Car) super.clone();
 if (myDog != null) {
 car.setMyDog(Lists.newArrayList(myDog));
 }
 if (boys != null) {
 car.setBoys(Lists.newArrayList(boys));
 }
 } catch (CloneNotSupportedException ignored) {
 System.out.println(ignored.getMessage());
 }
 return car;
 }

主测试代码不动，这个时候的执行结果如下：

可以看到，这个时候，你再修改学生1的值，就不会影响到学生2的值，这才是真正的克隆，也就是所谓的深克隆。

怎么举一反三？

可以看到，这个例子里面的引用类型就一个Car类型的属性，但是实际开发中，除了这个引用其他bean类型的属性外，可能还要list类型的属性值用的最多。

那么要怎么深克隆呢，就像我在Car bean类里面做的那样，把所有的引用类型的属性，都在clone一遍。那么你在最上层调用这个clone方法的时候，他就是真的深克隆啦。

我代码里面那么判断是为了避免空指针异常。当然，这个你也得注意咯。

注意重写clone方法的时候，里面各个属性的null的判断哦。

上面的是override clone()方法来实现深克隆的。如果你这个要克隆的对象很复杂的话，你就不得不去每个引用到的对象去复写这个clone方法，这个太啰嗦来，改的地方，太多啦。

还有个方法就是使用序列化来实现这个深拷贝

 /**
 * 对象的深度克隆，此处的对象涉及Collection接口和Map接口下对象的深度克隆
 * 利用序列化和反序列化的方式进行深度克隆对象
 *
 * @param object 待克隆的对象
 * @param <T> 待克隆对象的数据类型
 * @return 已经深度克隆过的对象
 */
 public static <T extends Serializable> T deepCloneObject(T object) {
 T deepClone = null;
 ByteArrayOutputStream baos = null;
 ObjectOutputStream oos = null;
 ByteArrayInputStream bais = null;
 ObjectInputStream ois = null;
 try {
 baos = new ByteArrayOutputStream();
 oos = new ObjectOutputStream(baos);
 oos.writeObject(object);
 bais = new ByteArrayInputStream(baos
  .toByteArray());
 ois = new ObjectInputStream(bais);
 deepClone = (T)ois.readObject();
 } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
 e.printStackTrace();
 } finally {
 try {
 if(baos != null) {
  baos.close();
 }
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 try {
 if(oos != null) {
  oos.close();
 }
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 try{
 if(bais != null) {
  bais.close();
 }
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 try{
 if(ois != null) {
  ois.close();
 }
 } catch (IOException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 return deepClone;
 }

具体的使用如下：

 /**
 * 使用序列化来实现深拷贝简单。但是，所涉及到的所有对象都的实现序列化接口。
 */
 private static void cloneBySerializable() {
 Student student1 = new Student();
 Car car = new Car("oooo", 100, Lists.newArrayList(new Dog("aaa", true, true)));
 student1.setCar(car);
 student1.setName("lxk");
 Student student2 = deepCloneObject(student1);
 System.out.println("学生2：" + student2);
 car.setSign("X5");
 car.setMyDog(null);
 student1.setName("xxx");
 System.out.println("学生2：" + student2);
 }