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clone方法在Java中如何实现深拷贝

P粉602998670

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发布时间:2025-10-11 08:28:01

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来源于php中文网

原创

通过重写clone方法并递归复制引用类型可实现深拷贝:1. 类需实现Cloneable接口;2. 重写public的clone()方法;3. 对引用字段调用其clone()或新建副本;4. 集合中为可变对象时需遍历克隆每个元素,确保副本完全独立。

clone方法在java中如何实现深拷贝

在 Java 中,clone 方法本身不会自动实现深拷贝,它默认实现的是浅拷贝(shallow copy)。要通过 clone 方法实现深拷贝,需要手动重写 clone() 方法,并对对象中包含的引用类型也进行深度复制。

理解浅拷贝与深拷贝的区别

浅拷贝只复制对象的基本数据类型字段,而引用类型的字段仍指向原对象中的同一个引用。深拷贝则会递归地复制所有层级的对象,确保副本和原对象完全独立。

例如,如果一个类包含一个 List 或另一个自定义对象,浅拷贝后两个对象共享这个列表或子对象,修改一方会影响另一方。

使用 clone 实现深拷贝的关键步骤

为了让 clone 方法实现深拷贝,需满足以下条件:

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  • 类实现 Cloneable 接口
  • 重写 Object 类中的 clone() 方法,并将其访问修饰符改为 public
  • 在重写的 clone() 方法中,对每个可变的引用类型字段调用其自身的 clone() 方法或通过其他方式创建独立副本
注意:不可变对象(如 String、Integer 等)无需深拷贝,可以直接赋值。

示例:包含引用类型的类实现深拷贝

假设有一个 Person 类,包含姓名和一个地址对象:

class Address implements Cloneable {
    private String city;

    public Address(String city) {
        this.city = city;
    }

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

    // getter 和 setter 略
}

再看 Person 类:

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class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Address address;

    public Person(String name, Address address) {
        this.name = name;
        this.address = address;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person cloned = (Person) super.clone();
        // 对引用类型 address 进行深拷贝
        cloned.address = (Address) address.clone();
        return cloned;
    }
}

这样,当调用 person.clone() 时,不仅复制了 name 字段,还为 address 创建了一个新的实例,实现了深拷贝。

集合类的深拷贝处理

如果对象中包含集合(如 List、Map),不能直接使用集合的 clone(),因为 ArrayList 的 clone() 是浅拷贝。

正确做法是逐个复制元素:

private List tags;

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    Person cloned = (Person) super.clone();
    cloned.tags = new ArrayList<>(this.tags); // 值为不可变类型时可以这样复制
    return cloned;
}

若集合中存储的是可变对象,则需遍历并克隆每个元素:

cloned.items = new ArrayList<>();
for (Item item : this.items) {
    cloned.items.add((Item) item.clone());
}

基本上就这些。通过合理重写 clone() 方法并递归克隆引用对象,可以在 Java 中利用 clone 机制实现深拷贝。关键是不能依赖默认行为,必须手动保证每一层引用都被独立复制。

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