避免对象的浅拷贝

简介:

我们知道一个类实现了Cloneable接口就表示它具备了被拷贝的能力,如果再覆写clone()方法就会完全具备拷贝能力。拷贝是在内存中进行的,所以在性能方面比直接通过new生成对象要快很多,特别是在大对象的生成上,这会使性能的提升非常显著。但是对象拷贝也有一个比较容易忽略的问题:浅拷贝(Shadow Clone,也叫做影子拷贝)存在对象属性拷贝不彻底的问题。我们来看这样一段代码:

复制代码
 1 public class Client {  
 2     public static void main(String[] args) {  
 3          //定义父亲  
 4          Person f = new Person("父亲");  
 5          //定义大儿子  
 6          Person s1 = new Person("大儿子",f);  
 7          //小儿子的信息是通过大儿子拷贝过来的  
 8          Person s2 = s1.clone();  
 9          s2.setName("小儿子");  
10          System.out.println(s1.getName() +" 的父亲是 " + s1.getFather().getName());  
11          System.out.println(s2.getName() +" 的父亲是 " + s2.getFather().getName());  
12     }  
13 }  
14 
15 class Person implements Cloneable{  
16     //姓名  
17     private String name;  
18     //父亲  
19     private Person father;  
20 
21     public Person(String _name){  
22          name = _name;  
23     }  
24     public Person(String _name,Person _parent){  
25          name = _name;  
26          father = _parent;  
27     }  
28     /*name和parent的getter/setter方法省略*/  
29 
30     //拷贝的实现  
31     @Override  
32     public Person clone(){  
33          Person p = null;  
34          try {  
35            p = (Person) super.clone();  
36          } catch (CloneNotSupportedException e) {  
37            e.printStackTrace();  
38          }  
39          return p;  
40    }
41     public String getName() {
42         return name;
43     }
44     public void setName(String name) {
45         this.name = name;
46     }
47     public Person getFather() {
48         return father;
49     }
50     public void setFather(Person father) {
51         this.father = father;
52     }  
53 } 
复制代码

程序中,我们描述了这样一个场景:一个父亲,有两个儿子,大小儿子同根同种,所以小儿子对象就通过拷贝大儿子对象来生成,运行输出的结果如下:

大儿子 的父亲是 父亲
小儿子 的父亲是 父亲

这很正确,没有问题。突然有一天,父亲心血来潮想让大儿子去认个干爹,也就是大儿子的父亲名称需要重新设置一下,代码如下:

复制代码
 1 public static void main(String[] args) {  
 2      //定义父亲  
 3      Person f = new Person("父亲");  
 4      //定义大儿子  
 5      Person s1 = new Person("大儿子",f);  
 6      //小儿子的信息是通过大儿子拷贝过来的  
 7      Person s2 = s1.clone();  
 8      s2.setName("小儿子");  
 9      //认干爹  
10      s1.getFather().setName("干爹");  
11      System.out.println(s1.getName() +" 的父亲是 " + s1.getFather().getName());  
12      System.out.println(s2.getName() +" 的父亲是 " + s2.getFather().getName());  
13 } 
复制代码

上面仅仅修改了加粗字体部分,大儿子重新设置了父亲名称,我们期望的输出是:将大儿子父亲的名称修改为干爹,小儿子的父亲名称保持不变。下面来检查一下结果是否如此:

大儿子 的父亲是 干爹  
小儿子 的父亲是 干爹 

怎么回事,小儿子的父亲也成了“干爹”?两个儿子都没有,岂不是要气死“父亲”了!出现这个问题的原因就在于clone方法,我们知道所有类都继承自Object,Object提供了一个对象拷贝的默认方法,即上面代码中的super.clone方法,但是该方法是有缺陷的,它提供的是一种浅拷贝方式,也就是说它并不会把对象的所有属性全部拷贝一份,而是有选择性的拷贝,它的拷贝规则如下:

(1)基本类型

如果变量是基本类型,则拷贝其值,比如int、float等。

(2)对象

如果变量是一个实例对象,则拷贝地址引用,也就是说此时新拷贝出的对象与原有对象共享该实例变量,不受访问权限的限制。这在Java中是很疯狂的,因为它突破了访问权限的定义:一个private修饰的变量,竟然可以被两个不同的实例对象访问,这让Java的访问权限体系情何以堪!

(3)String字符串

这个比较特殊,拷贝的也是一个地址,是个引用,但是在修改时,它会从字符串池(String Pool)中重新生成新的字符串,原有的字符串对象保持不变,在此处我们可以认为String是一个基本类型。(有关字符串的知识详见第4章。)

明白了这三个规则,上面的例子就很清晰了,小儿子对象是通过拷贝大儿子产生的,其父亲都是同一个人,也就是同一个对象,大儿子修改了父亲名称,小儿子也就跟着修改了—于是,父亲的两个儿子都没了!其实要更正也很简单,clone方法的代码如下:

复制代码
public Person clone(){  
     Person p = null;  
     try {  
        p = (Person) super.clone();  
        p.setFather(new Person(p.getFather().getName()));  
     } catch (CloneNotSupportedException e) {  
        e.printStackTrace();  
     }  
     return p;  
} 
复制代码

然后再运行,小儿子的父亲就不会是“干爹”了。如此就实现了对象的深拷贝(Deep Clone),保证拷贝出来的对象自成一体,不受“母体”的影响,和new生成的对象没有任何区别。

注意 浅拷贝只是Java提供的一种简单拷贝机制,不便于直接使用。

 


本文转自SummerChill博客园博客,原文链接:http://www.cnblogs.com/DreamDrive/p/5430479.html,如需转载请自行联系原作者

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