Java深拷貝與淺拷貝的概念

淺拷貝（Shallow Copy）只復制對象的引用，而不復制對象本身。拷貝后的對象和原對象共享同一塊內存地址中的子對象。修改其中一個對象的非基本類型屬性時，另一個對象的對應屬性也會被修改。

深拷貝（Deep Copy）會復制對象及其所有子對象，生成一個完全獨立的新對象。拷貝后的對象和原對象完全分離，修改其中一個對象的屬性不會影響另一個對象。

內存分析示例

假設有一個Person類，包含name（String）和address（Address類）屬性：

class Address {String city;// 構造方法、getter/setter省略
}class Person implements Cloneable {String name;Address address;@Overrideprotected Object clone() throws CloneNotSupportedException {return super.clone(); // 默認淺拷貝}
}

淺拷貝實現與內存表現

Person p1 = new Person();
p1.name = "Alice";
p1.address = new Address("Beijing");Person p2 = (Person)p1.clone();

內存表現：

• p1和p2是兩個獨立對象，但它們的address屬性指向同一個Address對象
• 修改p2.address.city會影響p1.address.city

深拷貝實現方式

方法1：重寫clone()

@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {Person cloned = (Person)super.clone();cloned.address = (Address)this.address.clone(); // 遞歸克隆引用對象return cloned;
}

方法2：序列化實現

public Person deepCopy() throws IOException, ClassNotFoundException {ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);oos.writeObject(this);ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);return (Person)ois.readObject();
}

內存表現：

• p1和p2完全獨立，包括所有引用類型屬性
• 修改p2.address.city不會影響p1.address.city

性能與適用場景

淺拷貝：

• 性能更好，僅復制引用
• 適合引用對象不可變或不需要獨立修改的場景

深拷貝：

• 性能開銷較大，需要遞歸復制所有對象
• 適合需要完全獨立對象的場景，如多線程環境

注意事項

1. String等不可變對象在淺拷貝中是安全的
2. 數組的clone()方法是淺拷貝
3. 深拷貝可能導致循環引用問題
4. 使用第三方庫（如Apache Commons Lang的SerializationUtils）可以簡化深拷貝實現