面試題：深拷貝、淺拷貝、引用拷貝的區別

来源:https://www.cnblogs.com/xiaoniuhululu/archive/2022/08/23/16615372.html
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作者：小牛呼嚕嚕 | https://xiaoniuhululu.com 電腦內功、JAVA底層、面試相關資料等更多精彩文章在公眾號「小牛呼嚕嚕 」 引用拷貝 引用拷貝: 引用拷貝不會在堆上創建一個新的對象，只 會在棧上生成一個新的引用地址，最終指向依然是堆上的同一個對象。 //實體類 publi ...


目錄

作者：小牛呼嚕嚕 | https://xiaoniuhululu.com
電腦內功、JAVA底層、面試相關資料等更多精彩文章在公眾號「小牛呼嚕嚕 」

引用拷貝

引用拷貝: 引用拷貝不會在堆上創建一個新的對象，只 會在棧上生成一個新的引用地址，最終指向依然是堆上的同一個對象。

//實體類
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;
    }

}

//測試類
public class copyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("小張", 180, new StringBuilder("今天天氣很好"));
        Person p2 = p1;

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


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

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

    }
}

結果：

對象是否相等：true
p1 屬性值=小張,180,今天天氣很好
p2 屬性值=小張,180,今天天氣很好
...after p1 change....
p1 屬性值=小王,200,今天天氣很好,適合出去玩
p2 屬性值=小王,200,今天天氣很好,適合出去玩

before change:

after change:

我們可以看出 由於2個引用p1,p2 都是指向堆中同一個對象，所以2個對象是相等的，修改了對象p1，會影響到對象p2
需要註意的

  1. name屬性，雖然她是引用類型，但她同時也是String類型，不可變，對其修改，JVM會預設在堆上創建新的記憶體空間，再重新賦值
  2. int weight=180; 是成員變數，存放在堆中，不是所有的基本類型變數 都存放在JVM棧中

註意與這篇文章得區分開來 https://mp.weixin.qq.com/s/6qRspyLAsoBxttGwGtxsAA， int num1 = 10;是基本類型的局部變數，存放在棧中

淺拷貝

淺拷貝 ：淺拷貝會在堆上創建一個新的對象，新對象和原對象不等，但是新對象的屬性和老對象相同。
其中：

  • 如果屬性是基本類型(int,double,long,boolean等)，拷貝的就是基本類型的值。
  • 如果屬性是引用類型(除了基本類型都是引用類型)，拷貝的就是引⽤數據類型變數的地址值，⽽對於引⽤類型變數指向的堆中的對象不會拷貝。

如何實現淺拷貝呢？也很簡單，就是在需要拷貝的類上實現Cloneable介面並重寫其clone()方法。

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

在使用的時候直接調用類的clone()方法即可

//實體類 繼承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();
    }

}

//測試類
public class shallowCopyTest {

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

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


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

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

    }
}

結果：

對象是否相等：false
p1 屬性值=小張,180,今天天氣很好
p2 屬性值=小張,180,今天天氣很好
...after p1 change....
p1 屬性值=小王,200,今天天氣很好,適合出去玩
p2 屬性值=小張,180,今天天氣很好,適合出去玩

before change:

after change:

我們可以看出：

  1. 當我們修改對象p1的weight屬性時，由於p2的height屬性 是直接複製修改前的p1的height屬性，所以還是180。
  2. 當我們修改對象p1的name屬性 時，String name指向一個新的記憶體空間，但對象p2的name還是指向舊的記憶體空間，所以對象p2的name屬性還是"小張"。
  3. 由於對象p1的something屬性和對象p2的something屬性指向是同一個記憶體空間，當我們修改對象p1的something屬性，會影響到對象p2的something屬性，所以對象p2的something屬性變為"今天天氣很好,適合出去玩"。

深拷貝

深拷貝 ：完全拷貝⼀個對象，在堆上創建一個新的對象，拷貝被拷貝對象的成員變數的值，同時堆中的對象也會拷貝。
需要重寫clone方法

    @Override
    public Person clone() throws CloneNotSupportedException {
        //return (Person) super.clone();
        Person person = (Person) super.clone();
        person.setSomething( new StringBuilder(person.getSomething()));//單獨為引用類型clone
        return person;
    }

shallowCopyTest測試類的結果：

對象是否相等：false
p1 屬性值=小張,180,今天天氣很好
p2 屬性值=小張,180,今天天氣很好
...after p1 change....
p1 屬性值=小王,200,今天天氣很好,適合出去玩
p2 屬性值=小張,180,今天天氣很好

這時候對象p1和對象p2互不幹擾了

before change:

after change:

但這樣也有個小問題，對象每有一個引用類型，我們都得重寫其clone方法，這樣會非常麻煩，因此我們還可以藉助序列化來實現對象的深拷貝

//實體類 繼承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();
    }

}

//測試類，這邊類名筆者就不換了，在之前的基礎上改改
public class shallowCopyTest {

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

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


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

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

    }
}

這樣也會得到深拷貝的結果

小結

  1. 引用拷貝: 引用拷貝不會在堆上創建一個新的對象，只 會在棧上生成一個新的引用地址，最終指向依然是堆上的同一個對象。
  2. 淺拷貝 ：淺拷貝會在堆上創建一個新的對象，新對象和原對象不等，但是新對象的屬性和老對象相同。

其中：

  • 如果屬性是基本類型(int,double,long,boolean等)，拷貝的就是基本類型的值。
  • 如果屬性是引用類型(除了基本類型都是引用類型)，拷貝的就是引⽤數據類型變數的地址值，⽽對於引⽤類型變數指向的堆中的對象不會拷貝。
  1. 深拷貝 ：完全拷貝⼀個對象，在堆上創建一個新的對象，拷貝被拷貝對象的成員變數的值，同時堆中的對象也會拷貝。

參考資料：
https://blog.csdn.net/JingLxian/article/details/106337395
https://www.cnblogs.com/hithlb/p/4872373.html
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