Java基础笔记 - 对象的深复制与浅复制 实现Cloneable接口实现深复制 序列化实现深复制

深复制与浅复制:

浅复制(shallow clone):

被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值,而所有的对其他对象的引用仍然指向原来的对象。换言之,浅复制仅仅复制所考虑的对象,而不复制它所引用的对象。

深复制(deep clone):

被复制对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值,除去那些引用其他对象的变量。那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象,而不再是原有的那些被引用的对象。换言之,深复制把要复制的对象所引用的对象都复制了一遍。

Object中的clone方法:

clone
protected Object clone()
throws CloneNotSupportedException
创建并返回此对象的一个副本。“副本”的准确含义可能依赖于对象的类。这样做的目的是,对于任何对象 x,表达式:
x.clone() != x
为 true,表达式:
x.clone().getClass() == x.getClass()
也为 true,但这些并非必须要满足的要求。一般情况下:
x.clone().equals(x)
为 true,但这并非必须要满足的要求。
按照惯例,返回的对象应该通过调用 super.clone 获得。如果一个类及其所有的超类(Object 除外)都遵守此约定,则 x.clone().getClass() == x.getClass()。

按照惯例,此方法返回的对象应该独立于该对象(正被复制的对象)。要获得此独立性,在 super.clone 返回对象之前,有必要对该对象的一个或多个字段进行修改。这通常意味着要复制包含正在被复制对象的内部“深层结构”的所有可变对象,并使用对副本的引用替换对这些对象的引用。如果一个类只包含基本字段或对不变对象的引用,那么通常不需要修改 super.clone 返回的对象中的字段。

Object 类的 clone 方法执行特定的复制操作。首先,如果此对象的类不能实现接口 Cloneable,则会抛出 CloneNotSupportedException。注意,所有的数组都被视为实现接口 Cloneable。否则,此方法会创建此对象的类的一个新实例,并像通过分配那样,严格使用此对象相应字段的内容初始化该对象的所有字段;这些字段的内容没有被自我复制。所以,此方法执行的是该对象的“浅表复制”,而不“深层复制”操作。

Object 类本身不实现接口 Cloneable,所以在类为 Object 的对象上调用 clone 方法将会导致在运行时抛出异常。

Object的clone方法的说明:

在运行时刻,Object中的clone()识别出你要复制的是哪一个对象,然后为此对象分配空间,并进行对象的复制,将原始对象的内容一一复制到新对象的存储空间中。

继承自java.lang.Object类的clone()方法是浅复制。

Java中实现对象的克隆:

①为了获取对象的一份拷贝,我们可以利用Object类的clone()方法。 ②在派生类中覆盖基类的clone()方法,并声明为public。 ③在派生类的clone()方法中,调用super.clone()。 ④在派生类中实现Cloneable接口(一个标识性的接口)。

下面是一个实现深复制的例子:

创建Employer类,实现Cloneable接口:

class Employer implements Cloneable{
private String username;

public String getUsername() {
    return username;
}

public void setUsername(String username) {
    this.username = username;
}

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

}

创建Employee类,实现Cloneable接口,并改写clone方法,实现深复制:

class Employee implements Cloneable{
private String username;
private Employer employer;
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}
public Employer getEmployer() {
return employer;
}
public void setEmployer(Employer employer) {
this.employer = employer;
}

@Override
public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    //克隆Employee对象并手动的进一步克隆Employee对象中包含的Employer对象
    Employee employee = (Employee)super.clone();
    employee.setEmployer((Employer) employee.getEmployer().clone());
    return employee;
}

}

这样,在客户端拷贝的两个Employee对象的Employer就互不影响了:

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
Employer employer = new Employer();
employer.setUsername(“arthinking”);

Employee employee = new Employee();
employee.setUsername("Jason");
employee.setEmployer(employer);

//employee2由employee深复制得到
Employee employee2 = (Employee) employee.clone();
//这样两个employee各自保存了两个employer
employee2.getEmployer().setUsername("Jason");
System.out.println(employee.getEmployer().getUsername());
System.out.println(employee2.getEmployer().getUsername());

}

使用序列化来进行对象的深复制:

序列化即是把对象写到流里面的过程;反序列化即是把对象从流中读取出来的过程。写在流里的是对象的一个拷贝,而原来的对象仍然在JVM里面。

以下是实现过程描述:

前提是对象以及对象内部所有用到的对象都是可序列化的,否则就需要考虑把那些不可序列化的对象标记为transient,从而把它排除到复制范围之外。

然后使对象实现Serializable接口。

把对象写入到一个流里(不用依赖于文件,直接暂存在内存中即可),在从流里读取出来,便得到了一个深复制的对象。

下面是使用序列化实现深复制的例子:

创建Employer2类实现序列化接口:

class Employer2 implements Serializable{

private static final long serialVersionUID = 1L;
private String name;

public String getName() {
    return name;
}

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

}

创建Employee2类实现序列化接口,并通过序列化编写深复制的方法:

class Employee2 implements Serializable{

private static final long serialVersionUID = 3969438177161438988L;
private String name;
private Employer2 employer;
public String getName() {
    return name;
}
public void setName(String name) {
    this.name = name;
}
public Employer2 getEmployer() {
    return employer;
}
public void setEmployer(Employer2 employer) {
    this.employer = employer;
}
/**
 \* 实现深复制的方法
 */
public Object deepCopy() throws IOException, ClassNotFoundException{
    //字节数组输出流,暂存到内存中
    ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
    //序列化
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);
    oos.writeObject(this);
    ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);
    //反序列化
    return ois.readObject();
}

}

在main方法中使用序列化深复制对象:

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
Employer2 employer = new Employer2();
employer.setName(“arthinking”);
Employee2 employee = new Employee2();
employee.setName(“Jason”);
employee.setEmployer(employer);
//通过深复制创建employee2
Employee2 employee2 = (Employee2) employee.deepCopy();
employee2.getEmployer().setName(“Jason”);

System.out.println(employee.getEmployer().getName());
System.out.println(employee2.getEmployer().getName());

}

关于Serializable接口的类中的serialVersionUID:

serialVersionUID是long类型的。在Eclipse中有两种生成方式:

默认的是1L:

private static final long serialVersionUID = 1L;

另外一个则是根据类名、接口名、成员方法以及属性等生成一个64位的哈希字段:

private static final long serialVersionUID = 3969438177161438988L;

serialVersionUID主要是为了解决对象反序列化的兼容性问题。

如果没有提供serialVersionUID,对象序列化后存到硬盘上之后,再增加或减少类的filed。这样,当反序列化时,就会出现Exception,造成不兼容问题。

但当serialVersionUID相同时,它就会将不一样的field以type的缺省值反序列化。这样就可以避开不兼容问题了。

Marker Interface:

标识接口,没有定义任何的方法,如Cloneable和Serializable接口。

arthinking wechat
欢迎关注itzhai公众号