JAVA深复制(深克隆)与浅复制(浅克隆)

1．浅复制与深复制概念
⑴浅复制（浅克隆）
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。

1、为什么要重写clone()方法？

答案：Java中的浅度复制是不会把要复制的那个对象的引用对象重新开辟一个新的引用空间，当我们需要深度复制的时候，这个时候我们就要重写clone()方法。

2、为什么要重载equal方法？

答案：因为Object的equal方法默认是两个对象的引用的比较，意思就是指向同一内存,地址则相等，否则不相等；如果你现在需要利用对象里面的值来判断是否相等，则重载equal方法。

⑵深复制（深克隆）
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。

2．Java的clone()方法
⑴clone方法将对象复制了一份并返回给调用者。一般而言，clone（）方法满足：
①对任何的对象x，都有x.clone() !=x//克隆对象与原对象不是同一个对象
②对任何的对象x，都有x.clone().getClass()= =x.getClass()//克隆对象与原对象的类型一样
③如果对象x的equals()方法定义恰当，那么x.clone().equals(x)应该成立。

⑵Java中对象的克隆
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。

请看如下代码：

class Student implements Cloneable    
{    
     String name;    
    int age;    
     Student(String name,int age)    
     {    
        this.name=name;    
        this.age=age;    
     }    
    public Object clone()    
     {    
         Object o=null;    
        try    
         {    
         o=(Student)super.clone();//Object 中的clone()识别出你要复制的是哪一个对象。    
         }    
        catch(CloneNotSupportedException e)    
         {    
             System.out.println(e.toString());    
         }    
        return o;    
     }    
}    
   
public static void main(String[] args)    
     {    
       Student s1=new Student("zhangsan",18);    
       Student s2=(Student)s1.clone();    
       s2.name="lisi";    
       s2.age=20;    
       System.out.println("name="+s1.name+","+"age="+s1.age);//修改学生2后，不影响学生1的值。    
    }

说明：
①为什么我们在派生类中覆盖Object的clone()方法时，一定要调用super.clone()呢？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。 
②继承自java.lang.Object类的clone()方法是浅复制。以下代码可以证明之。

class Professor
{    
     String name;    
     int age;    
     Professor(String name,int age)    
     {    
        this.name=name;    
        this.age=age;    
     }    
}    
class Student implements Cloneable    
{    
     String name;// 常量对象。    
     int age;    
     Professor p;// 学生1和学生2的引用值都是一样的。    
     Student(String name,int age,Professor p)    
     {    
        this.name=name;    
        this.age=age;    
        this.p=p;    
     }    
    public Object clone()    
     {    
         Student o=null;    
        try    
         {    
             o=(Student)super.clone();    
         }    
        catch(CloneNotSupportedException e)    
         {    
             System.out.println(e.toString());    
         }    
         //o.p=(Professor)p.clone();    
        return o;    
     }    
}    
public static void main(String[] args)    
     {    
       Professor p=new Professor("wangwu",50);    
       Student s1=new Student("zhangsan",18,p);    
       Student s2=(Student)s1.clone();    
       s2.p.name="lisi";    
       s2.p.age=30;    
       System.out.println("name="+s1.p.name+","+"age="+s1.p.age);//学生1的教授成为lisi,age为30。    
}

那应该如何实现深层次的克隆，即修改s2的教授不会影响s1的教授？代码改进如下。

改进使学生1的Professor不改变（深层次的克隆）
class Professor implements Cloneable    
{    
     String name;    
     int age;    
     Professor(String name,int age)    
     {    
        this.name=name;    
        this.age=age;    
     }    
    public Object clone()    
     {    
         Object o=null;    
        try    
         {    
             o=super.clone();    
         }    
        catch(CloneNotSupportedException e)    
         {    
             System.out.println(e.toString());    
         }    
        return o;    
     }    
}    
class Student implements Cloneable    
{    
     String name;    
     int age;    
     Professor p;    
     Student(String name,int age,Professor p)    
     {    
        this.name=name;    
        this.age=age;    
        this.p=p;    
     }    
    public Object clone()    
     {    
         Student o=null;    
        try    
         {    
             o=(Student)super.clone();    
         }    
        catch(CloneNotSupportedException e)    
         {    
             System.out.println(e.toString());    
         }    
         o.p=(Professor)p.clone();    
        return o;    
     }    
}    
public static void main(String[] args)    
     {    
       Professor p=new Professor("wangwu",50);    
       Student s1=new Student("zhangsan",18,p);    
       Student s2=(Student)s1.clone();    
       s2.p.name="lisi";    
       s2.p.age=30;    
System.out.println("name="+s1.p.name+","+"age="+s1.p.age);//学生1的教授不 改变。    
}    
3．利用串行化来做深复制
把对象写到流里的过程是串行化（Serilization）过程，但是在Java程序师圈子里又非常形象地称为“冷冻”或者“腌咸菜（picking）”过程；而把对象从流中读出来的并行化（Deserialization）过程则叫做 “解冻”或者“回鲜(depicking)”过程。

应当指出的是，写在流里的是对象的一个拷贝，而原对象仍然存在于JVM里面，因此“腌成咸菜”的只是对象的一个拷贝，Java咸菜还可以回鲜。
在Java语言里深复制一个对象，常常可以先使对象实现Serializable接口，然后把对象（实际上只是对象的一个拷贝）写到一个流里（腌成咸菜），再从流里读出来（把咸菜回鲜），便可以重建对象。
如下为深复制源代码。
public Object deepClone()    
{    
//将对象写到流里    
ByteArrayOutoutStream bo=new ByteArrayOutputStream();    
ObjectOutputStream oo=new ObjectOutputStream(bo);    
oo.writeObject(this);    
//从流里读出来    
ByteArrayInputStream bi=new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());    
ObjectInputStream oi=new ObjectInputStream(bi);    
return(oi.readObject());    
}

这样做的前提是对象以及对象内部所有引用到的对象都是可串行化的，否则，就需要仔细考察那些不可串行化的对象可否设成transient，从而将之排除在复制过程之外。上例代码改进如下。
class Teacher implements Serializable{
String name;
int age;
Teacher(String name,int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
}
class Student implements Serializable{
String name;//常量对象
int age;
Teacher t;//学生1和学生2的引用值都是一样的。
Student(String name,int age,Teacher t){
this.name=name;
this.age=age;
this.p=p;
}
public Object deepClone() throws IOException,
OptionalDataException,ClassNotFoundException{//将对象写到流里
ByteArrayOutoutStream bo=new ByteArrayOutputStream();
ObjectOutputStream oo=new ObjectOutputStream(bo);
oo.writeObject(this);//从流里读出来
ByteArrayInputStream bi=new ByteArrayInputStream(bo.toByteArray());
ObjectInputStream oi=new ObjectInputStream(bi);
return(oi.readObject());
}

}
public static void main(String[] args){ 
Teacher t=new Teacher("tangliang",30);
Student s1=new Student("zhangsan",18,t);
Student s2=(Student)s1.deepClone();
s2.t.name="tony";
s2.t.age=40;
System.out.println("name="+s1.t.name+","+"age="+s1.t.age);//学生1的老师不改变
}

示例2：--------------------------------------

package com.test;  

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;  

public class StudentClone implements Cloneable,Serializable
{
     static final long serialVersionUID = -8084210473720589252L;
     String name;
     int age;      

     List<String> list = new ArrayList<String>(){{
         add("A");
         add("B");
         add("C");
     }};  

     StudentClone(String name,int age)
     {
        this.name=name;
        this.age=age;
     }      

     public Object clone(){  

         try{
             //save the object to a byte array
             ByteArrayOutputStream bout = new ByteArrayOutputStream();
             ObjectOutputStream out = new ObjectOutputStream(bout);
             out.writeObject(this);
             out.close();  

             //read a clone of the object from byte array
             ByteArrayInputStream bin = new ByteArrayInputStream(bout.toByteArray());
             ObjectInputStream in = new ObjectInputStream(bin);
             Object ret = in.readObject();
             in.close();  

             return ret;
         }catch(Exception e){
             return null;
         }
     }  

     public static void main(String[] args)
     {
        StudentClone s1= new StudentClone("zhangsan",50);
        StudentClone s2=(StudentClone)s1.clone();
        s2.list.add("D");  

        s2.name="lisi";
        s2.age=20;
        System.out.println("name="+s1.name+","+"age="+s1.age);//修改学生2后，不影响学生1的值。
        System.out.println("name="+s2.name+","+"age="+s2.age);
        System.out.println("name="+s1.name+","+"age="+s1.age);  

        System.out.println(s1.list.size()+"hhhhhhh");
        System.out.println(s2.list.size()+"uuuuuuu");
    }     

} 

java对象 深度克隆（不实现Cloneable接口）和浅度克隆

为什么需要克隆：

在实际编程过程中，我们常常要遇到这种情况：有一个对象A，在某一时刻A中已经包含了一些有效值，此时可能会需要一个和A完全相同新对象B，并且此后对B任何改动都不会影响到A中的值，也就是说，A与B是两个独立的对象，但B的初始值是由A对象确定的。在Java语言中，用简单的赋值语句是不能满足这种需求的，要满足这种需求有很多途径。

克隆的实现方式

一、浅度克隆

对于要克隆的对象，对于其基本数据类型的属性，复制一份给新产生的对象，对于非基本数据类型的属性，仅仅复制一份引用给新产生的对象，即新产生的对象和原始对象中的非基本数据类型的属性都指向的是同一个对象

1、实现java.lang.Cloneable接口

要clone的类为什么还要实现Cloneable接口呢？Cloneable接口是一个标识接口，不包含任何方法的！这个标识仅仅是针对Object类中clone()方法的，如果clone类没有实现Cloneable接口，并调用了Object的 clone()方法（也就是调用了super.Clone()方法），那么Object的clone()方法就会抛出 CloneNotSupportedException异常。

2、重写java.lang.Object.clone()方法

JDK API的说明文档解释这个方法将返回Object对象的一个拷贝。要说明的有两点：一是拷贝对象返回的是一个新对象，而不是一个引用。二是拷贝对象与用new操作符返回的新对象的区别就是这个拷贝已经包含了一些原来对象的信息，而不是对象的初始信息。

观察一下Object类的clone()方法是一个native方法，native方法的效率一般来说都是远高于java中的非native方法。这也解释了为什么要用Object中clone()方法而不是先new一个类，然后把原始对象中的信息赋到新对象中，虽然这也实现了clone功能。Object类中的clone()还是一个protected属性的方法，重写之后要把clone()方法的属性设置为public。

Object类中clone()方法产生的效果是：先在内存中开辟一块和原始对象一样的空间，然后原样拷贝原始对象中的内容。对基本数据类型，这样的操作是没有问题的，但对非基本类型变量，我们知道它们保存的仅仅是对象的引用，这也导致clone后的非基本类型变量和原始对象中相应的变量指向的是同一个对象。

Java代码

1. public class Product implements Cloneable {
2. private String name;
3. public Object clone() {
4. try {
5. return super.clone();
6. } catch (CloneNotSupportedException e) {
7. return null;
8. }
9. }
10. }

二、深度克隆

在浅度克隆的基础上，对于要克隆的对象中的非基本数据类型的属性对应的类，也实现克隆，这样对于非基本数据类型的属性，复制的不是一份引用，即新产生的对象和原始对象中的非基本数据类型的属性指向的不是同一个对象

要克隆的类和类中所有非基本数据类型的属性对应的类

1、都实现java.lang.Cloneable接口

2、都重写java.lang.Object.clone()方法

Java代码

1. public class Attribute implements Cloneable {
2. private String no;
3. public Object clone() {
4. try {
5. return super.clone();
6. } catch (CloneNotSupportedException e) {
7. return null;
8. }
9. }
10. }
11. public class Product implements Cloneable {
12. private String name;
13. private Attribute attribute;
14. public Object clone() {
15. try {
16. return super.clone();
17. } catch (CloneNotSupportedException e) {
18. return null;
19. }
20. }
21. }

三、使用对象序列化和反序列化实现深度克隆

所谓对象序列化就是将对象的状态转换成字节流，以后可以通过这些值再生成相同状态的对象。

对象的序列化还有另一个容易被大家忽略的功能就是对象复制（Clone），Java中通过Clone机制可以复制大部分的对象，但是众所周知，Clone有深度Clone和浅度Clone，如果你的对象非常非常复杂，并且想实现深层 Clone，如果使用序列化，不会超过10行代码就可以解决。

虽然Java的序列化非常简单、强大，但是要用好，还有很多地方需要注意。比如曾经序列化了一个对象，可由于某种原因，该类做了一点点改动，然后重新被编译，那么这时反序列化刚才的对象，将会出现异常。 你可以通过添加serialVersionUID属性来解决这个问题。如果你的类是个单例（Singleton）类，是否允许用户通过序列化机制复制该类，如果不允许你需要谨慎对待该类的实现。

Java代码

1. public class Attribute {
2. private String no;
3. }
4. public class Product {
5. private String name;
6. private Attribute attribute;
7. public Product clone() {
8. ByteArrayOutputStream byteOut = null;
9. ObjectOutputStream objOut = null;
10. ByteArrayInputStream byteIn = null;
11. ObjectInputStream objIn = null;
12. try {
13. byteOut = new ByteArrayOutputStream();
14. objOut = new ObjectOutputStream(byteOut);
15. objOut.writeObject(prototype);
16. byteIn = new ByteArrayInputStream(byteOut.toByteArray());
17. objIn = new ObjectInputStream(byteIn);
18. return (ContretePrototype) objIn.readObject();
19. } catch (IOException e) {
20. throw new RuntimeException("Clone Object failed in IO.",e);
21. } catch (ClassNotFoundException e) {
22. throw new RuntimeException("Class not found.",e);
23. } finally{
24. try{
25. byteIn = null;
26. byteOut = null;
27. if(objOut != null) objOut.close();
28. if(objIn != null) objIn.close();
29. }catch(IOException e){
30. }
31. }
32. }
33. }