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Java深浅拷贝简析

2018-11-04

Java深浅拷贝简析。

深浅拷贝

Java中的数据类型分为基本数据类型和引用数据类型。对于这两种数据类型,在进行赋值操作、用作方法参数或返回值时,会有值传递和引用(地址)传递的差别。

浅拷贝

  • 对于数据类型是基本数据类型的成员变量,浅拷贝会直接进行值传递,也就是将该属性值复制一份给新的对象。因为是两份不同的数据,所以对其中一个对象的该成员变量值进行修改,不会影响另一个对象拷贝得到的数据。
  • 对于数据类型是引用数据类型的成员变量,比如说成员变量是某个数组、某个类的对象等,那么浅拷贝会进行引用传递,也就是只是将该成员变量的引用值(内存地址)复制一份给新的对象。因为实际上两个对象的该成员变量都指向同一个实例。在这种情况下,在一个对象中修改该成员变量会影响到另一个对象的该成员变量值。

浅拷贝的实现方式

  • 拷贝构造方法指的是该类的构造方法参数为该类的对象。使用拷贝构造方法可以很好地完成浅拷贝,直接通过一个现有的对象创建出与该对象属性相同的新的对象。
  • Object类是类结构的根类,其中有一个方法为protected Object clone() throws CloneNotSupportedException,这个方法就是进行的浅拷贝。有了这个浅拷贝模板,我们可以通过调用clone()方法来实现对象的浅拷贝。但是需要注意:1、Object类虽然有这个方法,但是这个方法是受保护的(被protected修饰),所以我们无法直接使用。2、使用clone方法的类必须实现Cloneable接口,否则会抛出异常CloneNotSupportedException。对于这两点,我们的解决方法是,在要使用clone方法的类中重写clone()方法,通过super.clone()调用Object类中的原clone方法。

深拷贝

深拷贝对引用数据类型的成员变量的对象图中所有的对象都开辟了内存空间;而浅拷贝只是传递地址指向,新的对象并没有对引用数据类型创建内存空间。

深拷贝的实现方式

  • 通过重写clone方法来实现深拷贝。与通过重写clone方法实现浅拷贝的基本思路一样,只需要为对象图的每一层的每一个对象都实现Cloneable接口并重写clone方法,最后在最顶层的类的重写的clone方法中调用所有的clone方法即可实现深拷贝。简单的说就是:每一层的每个对象都进行浅拷贝=深拷贝。
  • 将对象序列化为字节序列后,默认会将该对象的整个对象图进行序列化,再通过反序列即可完美地实现深拷贝。

数组复制

一维数组有以下四种复制方式:

  • for
  • Object.clone
  • Arrays.copyOf
  • System.arraycopy

效率上:System.arraycopy>Object.clone>Arrays.copyOf>for

for

for的速度之所以最慢是因为下标表示法每次都从起点开始寻位到指定下标处(现代编译器应该对其有进行优化,改为指针);另外就是它每一次循环都要判断是否达到数组最大长度并进行一次额外的记录下标值的加法运算。

Arrays.copyOf()

Arrays.copyOf本质上是调用System.arraycopy。之所以时间差距比较大,是因为很大一部分开销全花在了Math.min函数上了。所以,相比之下,System.arraycopy效率要高一些。

public static byte[] copyOf(byte[] original, int newLength){
    byte[] copy = new byte[newLength];
    System.arraycopy(original, 0, copy, 0, Math.min(original.length, newLength));
    return copy;
}

Arrays.copyOf()的内部调用了System.arraycopy因此深浅拷贝性相同。

Object.clone

clone()比较特殊,对于对象而言,它是深拷贝,但是对于数组而言,它是浅拷贝。

System.arraycopy

对于基本数据类型来说System.arraycopy() 方法是深拷贝;对于引用数据类型来说 System.arraycopy() 方法是浅拷贝。

System.arraycopy线程不安全!!!

public static void arraycopy(
            Object src,  //源数组
            int srcPos,  //源数组的起始位置
            Object dest, //目标数组
            int destPos, //目标数组的起始位置
            int length   //复制长度
        )

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