Javalist深拷貝探究

一、為什麼需要深拷貝

對於Javalist，常常需要複製一個列表的內容到另外一個位置，這時候我們通常會使用List接口提供的copy方法進行複製。但是，使用copy方法複製出來的列表只是原列表的淺拷貝，即原列表和複製後的列表指向同一個內存地址，修改一個列表也會同時修改另一個列表。因此，在某些情況下，我們需要使用深拷貝來避免這種問題。

假設我們有一個List列表，其中存儲的是自定義的Student對象，我們需要將該列表中的所有Student對象複製一份到另一個列表中。 如果直接使用copy方法，只是對Student對象進行了淺拷貝，如果我們在後面修改一個列表中的Student對象屬性值，則另一個列表中的同一個對象的屬性值也會同時修改，這樣就會產生很多難以預測的問題。而使用深拷貝，則可以解決這個問題。

    /**
     * 聲明Student類，包含一個int類型的id屬性以及一個String類型的name屬性
     */
    private static class Student{
        private int id;
        private String name;
        //構造函數
        public Student(int id, String name) {
            this.id = id;
            this.name = name;
        }
        //getter和setter方法
        public int getId() {
            return id;
        }
        public void setId(int id) {
            this.id = id;
        }
        public String getName() {
            return name;
        }
        public void setName(String name) {
            this.name = name;
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        //創建一個List存儲Student對象
        List studentList = new ArrayList();
        studentList.add(new Student(1, "張三"));
        studentList.add(new Student(2, "李四"));
        //使用copy方法進行淺拷貝
        List copyList = new ArrayList(studentList);
        //修改原列表第一個元素的name值
        studentList.get(0).setName("王五");
        System.out.println(studentList.get(0).getName());//輸出：王五
        System.out.println(copyList.get(0).getName());//輸出：王五
    }

二、淺拷貝與深拷貝的區別

從例子中可以看出，使用copy方法只是對Student對象進行了淺拷貝。那麼什麼是淺拷貝，什麼是深拷貝呢？

淺拷貝指的是拷貝一個對象，實際上只是拷貝了對象的引用（地址），新對象和原對象指向同一個內存地址。這樣，在操作新對象時，原對象也會同時受到影響。而深拷貝則是將原對象的所有屬性都複製到新對象中，並在堆內存中開闢新的空間存放新對象，新對象和原對象互不影響。

三、實現Javalist深拷貝

Javalist的深拷貝，可以通過以下幾種方式：

1. Java8的stream流實現深拷貝

使用Java8新特性的stream流實現深拷貝，需要注意每個類需要實現接口Serializable，以便對象序列化。

    //方法1：使用Java8的stream流實現深拷貝
    List copyList1 = studentList.stream().map(student -> {
        Student s = new Student(student.getId(), student.getName());
        return s;
    }).collect(Collectors.toList());

2. 使用BeanUtils實現深拷貝

使用Apache Commons BeanUtils提供的BeanUtils.copyProperties()方法實現深拷貝，需要注意每個類需實現接口Cloneable。

    //方法2：使用BeanUtils實現深拷貝
    List copyList2 = new ArrayList();
    try {
        for (Student student : studentList) {
            Student newStudent = (Student) BeanUtils.cloneBean(student);
            copyList2.add(newStudent);
        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }

3. 使用序列化公共方法實現深拷貝

將對象序列化後再進行反序列化即可實現深拷貝，需要注意每個類必須實現Serializable接口。

    //方法3：使用序列化公共方法實現深拷貝
    List copyList3 = new ArrayList();
    try {
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();//輸出流
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(bos);//對象輸出流
        oos.writeObject(studentList);//序列化
        oos.flush();
        ByteArrayInputStream bis = new ByteArrayInputStream(bos.toByteArray());//輸入流
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(bis);//對象輸入流
        copyList3 = (List) ois.readObject();//反序列化
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }

四、小結

在需要進行列表複製時，我們有時會遇到淺拷貝會帶來的問題，因此需要使用深拷貝來解決這個問題。Java8的stream流、BeanUtils以及序列化都是實現Javalist深拷貝的有效方式。