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忽有故人心头过,回首山河已是秋。

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Java clone 深拷贝,浅拷贝

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浅拷贝


    public class Stack implements Cloneable {
        private Object[] elements;
        private int size = 0;
        private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

        public Stack() {
            elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
        }

        public void push(Object o) {
            ensureCapacity();
            elements[size++] = o;
        }

        public Object pop() {
            if (size == 0)
                throw new EmptyStackException();
            Object result = elements[--size];
            elements[size] = null; // 【避免内存泄漏】
            return result;
        }

        private void ensureCapacity() {
            if (elements.length == size) {
                elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
            }
        }

        // 实现clone方法,浅拷贝
        @Override
        protected Stack clone() throws CloneNotSupportedException {

            return (Stack) super.clone();
        }
    }

深拷贝

  
    //深拷贝
    @Override
    protected Stack clone() throws CloneNotSupportedException {
        Stack result = (Stack) super.clone();
        result.elements = elements.clone(); //对elements元素进行拷贝(引用或基本数据类型)
        return result;
    }

注意:

  • 由于java5.0后引入了协变返回类型(covariant return type)实现(基于泛型),即覆盖方法的返回类型可以是被覆盖方法的返回类型的子类型,所以clone方法可以直接返回Stack类型,而不用返回Object类型,然后客户端再强转。
  • 在数组上调用clone返回的数组,其编译时类型与被克隆数组的类型相同。
  • 若elements域是final的,深拷贝不能正常工作。因为clone架构与引用可变对象的final域的正常用法是不兼容的。(说明:在调用super.clone()后,final 属性值已经确定,不能在给final属性值改变,编译会不通过)
  • 若elements数组中的元素是引用类型,则此方法仅仅是对引用的拷贝,元素指向的还是原来的对象

还应该注意,**数组的clone,仅仅复制的是数组中的元素,即若数组中元素为引用类型,仅仅复制引用。若clone的对象中含有链表,则应单独对链表进行循环复制。**例如,一个内部包含一个散列桶数组的散列表,其数组中每个元素都指向一个独立的链表。此时仅仅使用上面的方法就是不完全拷贝。

代码


    public class HashTable implements Cloneable {

        private static final int CAPACITY = 10;

        //散列桶数组,数组中元素指向由Entry对象组成的链表(指向链表第一个Entry)
        private Entry[] buckerts = new Entry[CAPACITY];

        public void put(Object key, Object value) {
            int index = key.hashCode() % CAPACITY;
            Entry e = buckerts[index];
            buckerts[index] = new Entry(key,value,e);
        }

        @Override
        public HashTable clone() throws CloneNotSupportedException {
            HashTable result = (HashTable)super.clone();
            result.buckerts = buckerts.clone(); //仅仅复制了对链表的引用。
            return result;
        }

        //轻量级单链表
        private static class Entry {
            final Object key;
            Object value;
            Entry next;

            Entry(Object key, Object value, Entry next) {
                this.key = key;
                this.value = value;
                this.next = next;
            }
        }
    }

image.png

改进


    @Override
    public HashTable clone() throws CloneNotSupportedException {
        HashTable result = (HashTable)super.clone();
        result.buckerts = buckerts.clone();
        for(int i=0; i<buckerts.length; i++) {
            result.buckerts[i] = buckerts[i].deepCopy();
        }
        return result;
    }

    //轻量级单链表
    private static class Entry {
        final Object key;
        Object value;
        Entry next;

        Entry(Object key, Object value, Entry next) {
            this.key = key;
            this.value = value;
            this.next = next;
        }

        //1、递归实现链表复制
        Entry deepCopy() {
            return new Entry(key,value,next == null ? null : next.deepCopy());
        }

	//2、迭代实现链表复制
        Entry deepCopy() {
            Entry result = new Entry(key, value, next);
                for(Entry e = result; e.next != null; e = e.next) {
                e.next = new Entry(e.next.key, e.next.value, e.next.next);
            } 
            return result;
         }
    }

实现clone方法的步骤:

  • 首先调用父类的super.clone方法(父类必须实现clone方法),这个方法将最终调用Object的中native型的clone方法完成浅拷贝
  • 对类中的引用类型进行单独拷贝
  • 检查clone中是否有不完全拷贝(例如,链表),进行额外的复制

标题:Java clone 深拷贝,浅拷贝
作者:hymn
地址:https://dxyhymn.com/articles/2020/11/13/1605256509880.html