在 Java 編程中，對象的復制是一個常見的需求。然而，簡單的復制操作（如直接賦值）只會復制對象的引用，而不是創建一個新的對象。這意味著兩個引用會指向同一個內存地址，修改其中一個對象會影響另一個對象。為了解決這個問題，我們需要實現對象的深度復制。本文將詳細介紹如何在 Java 中實現對象的深度復制，并通過具體代碼示例幫助你更好地理解和應用這一技術。

一、深度復制的概念

深度復制是指創建一個新對象，并將原對象的所有字段值復制到新對象中。如果字段是基本數據類型，則直接復制其值；如果字段是引用類型，則需要遞歸地創建該引用對象的深度副本。這樣可以確保新對象與原對象在內存中完全獨立，修改其中一個不會影響另一個。

二、實現深度復制的方法

1. 使用序列化

Java 的序列化機制可以將對象轉換為字節流，然后再將字節流還原為對象。這一過程實際上創建了一個對象的深度副本。

import java.io.*;public class DeepCloneExample implements Serializable {private String name;private TransientData transientData;public DeepCloneExample(String name, TransientData transientData) {this.name = name;this.transientData = transientData;}public String getName() {return name;}public TransientData getTransientData() {return transientData;}@Overridepublic String toString() {return "DeepCloneExample{" +"name='" + name + '\'' +", transientData=" + transientData +'}';}public static DeepCloneExample deepClone(DeepCloneExample obj) throws IOException, ClassNotFoundException {ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(byteArrayOutputStream);objectOutputStream.writeObject(obj);objectOutputStream.close();ByteArrayInputStream byteArrayInputStream = new ByteArrayInputStream(byteArrayOutputStream.toByteArray());ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(byteArrayInputStream);DeepCloneExample clonedObj = (DeepCloneExample) objectInputStream.readObject();objectInputStream.close();return clonedObj;}
}class TransientData implements Serializable {private int value;public TransientData(int value) {this.value = value;}@Overridepublic String toString() {return "TransientData{" +"value=" + value +'}';}
}

2. 手動實現深度復制

對于某些復雜對象，手動實現深度復制可能更高效。這需要為每個需要復制的對象編寫自定義的 clone 方法。

public class DeepCopyExample {private int id;private String name;private Address address;public DeepCopyExample(int id, String name, Address address) {this.id = id;this.name = name;this.address = address;}public DeepCopyExample deepCopy() {Address copiedAddress = new Address(this.address.getStreet(), this.address.getCity());return new DeepCopyExample(this.id, this.name, copiedAddress);}@Overridepublic String toString() {return "DeepCopyExample{" +"id=" + id +", name='" + name + '\'' +", address=" + address +'}';}public static void main(String[] args) {Address originalAddress = new Address("123 Main St", "Anytown");DeepCopyExample original = new DeepCopyExample(1, "Example", originalAddress);DeepCopyExample copy = original.deepCopy();System.out.println("Original: " + original);System.out.println("Copy: " + copy);original.getAddress().setCity("New City");System.out.println("After changing original's address city:");System.out.println("Original: " + original);System.out.println("Copy: " + copy);}
}class Address {private String street;private String city;public Address(String street, String city) {this.street = street;this.city = city;}public String getStreet() {return street;}public void setStreet(String street) {this.street = street;}public String getCity() {return city;}public void setCity(String city) {this.city = city;}@Overridepublic String toString() {return "Address{" +"street='" + street + '\'' +", city='" + city + '\'' +'}';}
}

三、總結

深度復制是 Java 編程中一個重要的概念，它可以確保對象的獨立性，避免意外的修改。通過本文的介紹，我們學習了兩種實現深度復制的方法：使用序列化和手動實現。每種方法都有其適用場景和優缺點。在實際開發中，選擇合適的方法來實現對象的深度復制，可以提高代碼的健壯性和可維護性。