Java中的對象複製（Java Copy）實現原理

一、淺複製和深複製的區別

在Java中，對象的複製一般分為兩種：淺複製和深複製。淺複製是指只複製對象的基本類型值以及對其他對象的引用，並不複製其他對象本身；而深複製則是將對象自身和對象所引用的對象（如果有）均複製一份。淺複製和深複製的區別可以通過下面的代碼演示：

//定義Person類
public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Integer age;
    private PhoneNumber phoneNumber;

    public Person(String name, Integer age, PhoneNumber phoneNumber) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

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

    //getters and setters
}

//定義PhoneNumber類
public class PhoneNumber {
    private String phoneNumber;

    public PhoneNumber(String phoneNumber) {
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

    public String getPhoneNumber() {
        return phoneNumber;
    }

    public void setPhoneNumber(String phoneNumber) {
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }
}

//測試淺複製
Person person1 = new Person("Tom", 20, new PhoneNumber("123456"));
Person person2 = (Person) person1.clone();
person2.getPhoneNumber().setPhoneNumber("654321");
System.out.println(person1.getPhoneNumber().getPhoneNumber()); //654321

//測試深複製
public class PhoneNumber implements Cloneable {
    private String phoneNumber;

    public PhoneNumber(String phoneNumber) {
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

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

    //getters and setters
}

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Integer age;
    private PhoneNumber phoneNumber;

    public Person(String name, Integer age, PhoneNumber phoneNumber) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

    @Override
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        Person person = (Person) super.clone();
        person.phoneNumber = (PhoneNumber) phoneNumber.clone(); //深複製
        return person;
    }

    //getters and setters
}

Person person1 = new Person("Tom", 20, new PhoneNumber("123456"));
Person person2 = (Person) person1.clone();
person2.getPhoneNumber().setPhoneNumber("654321");
System.out.println(person1.getPhoneNumber().getPhoneNumber()); //123456

二、實現Cloneable接口

在Java中，任何一個類如果要實現複製的功能，都需要實現Cloneable接口，並且重寫Object類的clone方法。

Cloneable接口只是一個標識接口，它沒有任何方法需要實現。它的作用是告訴JVM，這個類是可以被複制的。

public class Person implements Cloneable {
    private String name;
    private Integer age;
    private PhoneNumber phoneNumber;

    public Person(String name, Integer age, PhoneNumber phoneNumber) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

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

    //getters and setters
}

三、深度複製實現方式

上面我們已經提到，如果要實現深度複製，可以在clone方法中將所有引用類型的屬性均進行一次clone操作，從而實現深度複製。但這種方式有一個缺陷，如果對象的引用鏈比較長，這種方式會顯得非常繁瑣和複雜。

可以通過序列化和反序列化的方式來實現深度複製。只需要將對象序列化成二進制流，再將二進制流反序列化成新的對象，就可以實現深度複製。代碼如下：

public static Object deepClone(Object object) throws IOException, ClassNotFoundException {
    ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
    ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(baos);
    oos.writeObject(object);
    ByteArrayInputStream bais = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());
    ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bais);
    return ois.readObject();
}

//測試深度複製
Person person1 = new Person("Tom", 20, new PhoneNumber("123456"));
Person person2 = (Person) deepClone(person1);
person2.getPhoneNumber().setPhoneNumber("654321");
System.out.println(person1.getPhoneNumber().getPhoneNumber()); //123456

四、總結

Java中的對象複製一般分為淺複製和深複製。淺複製只複製對象的基本類型值以及對其他對象的引用，並不複製其他對象本身；深複製則是將對象自身和對象所引用的對象（如果有）均複製一份。

另外，如果要實現複製的功能，需要實現Cloneable接口，並且重寫Object類的clone方法。如果要實現深度複製，可以在clone方法中將所有引用類型的屬性均進行一次clone操作，也可以通過序列化和反序列化的方式來實現深度複製。